Fotosensor titik kuantum ramah lingkungan dengan performa tertinggi di dunia tanpa memerlukan sumber daya eksternal

Fotosensor titik kuantum ramah lingkungan dengan performa tertinggi di dunia tanpa memerlukan sumber daya eksternal

Stempel Waktu: 8 Desember 2023 6:00
Node Sumber: 3001715
Desember 08, 2023

(Berita Nanowerk) Di Institut Sains dan Teknologi Daegu Gyeongbuk (DGIST), Profesor Ji-woong Yang dari Departemen Ilmu dan Teknik Energi telah mencapai prestasi yang luar biasa. Berkolaborasi dengan tim Profesor Moon-kee Choi di Departemen Teknik Material Baru Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan dan kelompok Profesor Dae-hyeong Kim di Departemen Teknik Kimia dan Biomolekuler Universitas Nasional Seoul, mereka telah mengembangkan teknologi ramah lingkungan tercanggih di dunia. titik kuantum sensor foto. Hebatnya, perangkat ini berfungsi tanpa daya eksternal apa pun, memanfaatkan efek fotovoltaik untuk pengukuran sinyal cahaya yang stabil. Hasil ini telah dipublikasikan di ACS Nano (“Fotodetektor Titik Kuantum Cu–In–Se Bebas Logam Berat Bertenaga Sangat Tipis untuk Pemantauan Kesehatan yang Dapat Dipakai”). Fotosensor Quantum Dot Ramah Lingkungan Abstrak grafis dari karya tersebut. (Gambar: DGIST) Inovasi ini sangat relevan saat ini, seiring dengan bertambahnya populasi lansia dan pandemi COVID-19 yang meningkatkan kebutuhan akan perangkat pemantauan layanan kesehatan yang dapat dipakai dengan nyaman dalam waktu lama. Fotosensor tradisional berbasis silikon, sering kali dianggap terlalu berat dan kaku untuk dipakai dalam jangka panjang, kesulitan menangkap sinyal biometrik secara akurat karena ketidakmampuannya mempertahankan kontak dekat dengan kulit. Dalam kemajuan ilmu pengetahuan yang signifikan, Hadiah Nobel Kimia tahun ini memberikan penghargaan kepada tiga ilmuwan atas karya perintis mereka pada titik kuantum, bahan penyusun nanosains. Partikel semikonduktor ultra-kecil ini, hanya berukuran nanometer, memiliki sifat optik dan listrik yang unggul dibandingkan semikonduktor konvensional. Hal ini memungkinkan pemisahan elektron dan lubang elektron lebih cepat, menjadikannya ideal untuk aplikasi fotosensor. Namun, sebagian besar fotosensor titik kuantum dalam penelitian saat ini memiliki struktur tebal berskala mikrometer yang sering kali mengandung logam berat beracun seperti timbal sulfida, sehingga tidak cocok untuk teknologi yang dapat dikenakan. Menentang asumsi umum tentang rendahnya kinerja titik-titik kuantum ramah lingkungan, tim peneliti telah merevolusi bidang ini. Mereka meningkatkan sifat listrik titik kuantum tembaga-indium-selenida (Cu-In-Se), bebas dari logam berat, melalui kontrol cermat terhadap ukuran dan komposisinya. Selain itu, mereka mengembangkan lapisan transfer muatan hibrida organik-anorganik inovatif yang dirancang untuk titik-titik kuantum ini, yang berpuncak pada fotosensor ramah lingkungan yang mengungguli rekan-rekan beracunnya. Fotosensor titik kuantum ramah lingkungan dari tim ini menunjukkan kinerja luar biasa dengan lapisan serapan titik kuantum hanya sekitar 40 nanometer. Ini juga menunjukkan kemampuan pendeteksian cahaya yang luar biasa tanpa memerlukan sumber daya eksternal, sehingga sangat cocok untuk aplikasi fotosensor yang dapat dikenakan. Para peneliti selanjutnya memperluas teknologi ini dengan menciptakan sensor pulsa yang dapat dipakai. Sensor ini menggabungkan fotosensor dengan sumber cahaya pada substrat polimer fleksibel, memastikan pengoperasian yang stabil bahkan di bawah kelengkungan yang signifikan dan selama berbagai aktivitas fisik seperti berjalan dan berlari. Dalam komentarnya, Profesor Ji-woong Yang dari DGIST menyoroti keberhasilan dalam mengembangkan fotosensor titik kuantum ramah lingkungan berkinerja tinggi melalui kontrol struktural strategis dan optimalisasi lapisan. Sementara itu, Profesor Moon-kee Choi dari UNIST membayangkan beragam penerapan teknologi ini, mulai dari kamera lidar dan inframerah hingga sistem pemantauan layanan kesehatan generasi mendatang, berkat desainnya yang sangat tipis, sangat fleksibel, dan tidak bergantung pada sumber daya eksternal.

Stempel Waktu:

Lebih dari Nanowerk