's Werelds krachtigste, milieuvriendelijke quantum dot-fotosensor zonder dat er een externe voedingsbron nodig is

(Nanowerk NieuwsBij het Daegu Gyeongbuk Instituut voor Wetenschap en Technologie (DGIST) heeft professor Ji-woong Yang van het Departement Energiewetenschappen en Techniek een baanbrekende prestatie geleverd. In samenwerking met het team van professor Moon-kee Choi van het Ulsan National Institute of Science and Technology's Department of New Materials Engineering en de groep van professor Dae-hyeong Kim van het Department of Chemical and Biomolecular Engineering van de Seoul National University, hebben ze 's werelds meest geavanceerde, milieuvriendelijke quantumpunt foto sensor. Opmerkelijk genoeg functioneert dit apparaat zonder enige externe voeding en maakt gebruik van het fotovoltaïsche effect voor stabiele lichtsignaalmetingen. Deze resultaten zijn gepubliceerd in ACS Nano (“Ultradunne, zelfaangedreven, zware metaalvrije Cu-In-Se Quantum Dot-fotodetectoren voor draagbare gezondheidsmonitoring”). Grafische samenvatting van het werk. (Afbeelding: DGIST) Deze innovatie is vandaag de dag bijzonder relevant, omdat de vergrijzing van de bevolking en de COVID-19-pandemie de behoefte aan gezondheidszorgmonitoringapparatuur vergroten die comfortabel gedurende langere perioden kan worden gedragen. Traditionele op silicium gebaseerde fotosensoren, die vaak als te zwaar en stijf worden beschouwd voor langdurig gebruik, hebben moeite met het nauwkeurig vastleggen van biometrische signalen vanwege hun onvermogen om nauw huidcontact te behouden. Als een belangrijke wetenschappelijke vooruitgang eerde de Nobelprijs voor de Scheikunde dit jaar drie wetenschappers voor hun baanbrekende werk op het gebied van kwantumdots, de bouwstenen van de nanowetenschap. Deze ultrakleine halfgeleiderdeeltjes, die slechts nanometers meten, beschikken over superieure optische en elektrische eigenschappen vergeleken met conventionele halfgeleiders. Dit maakt een snellere scheiding van elektronen en elektronengaten mogelijk, waardoor ze ideaal zijn voor fotosensortoepassingen. De meeste quantum dot-fotosensoren in het huidige onderzoek zijn echter dikke structuren op micrometerschaal die vaak giftige zware metalen zoals loodsulfide bevatten, waardoor ze ongeschikt zijn voor draagbare technologie. Het onderzoeksteam tart de algemene aannames over de inferieure prestaties van milieuvriendelijke kwantumdots en heeft een revolutie op dit gebied teweeggebracht. Ze verbeterden de elektrische eigenschappen van koper-indium-selenide (Cu-In-Se) kwantumdots, vrij van zware metalen, door nauwgezette controle van hun grootte en samenstelling. Daarnaast ontwikkelden ze een innovatieve organisch-anorganische hybride ladingsoverdrachtslaag die op maat is gemaakt voor deze kwantumdots, met als hoogtepunt een milieuvriendelijke fotosensor die beter presteert dan zijn giftige tegenhangers. De milieuvriendelijke quantum dot-fotosensor van het team vertoont uitzonderlijke prestaties met een quantum dot-absorptielaag van slechts ongeveer 40 nanometer. Het demonstreert ook opmerkelijke lichtdetectiemogelijkheden zonder dat er een externe voedingsbron nodig is, waardoor het zeer geschikt is voor draagbare fotosensortoepassingen. De onderzoekers breidden deze technologie verder uit door een draagbare polssensor te creëren. Deze sensor combineert de fotosensor met een lichtbron op een flexibel polymeersubstraat, waardoor een stabiele werking wordt gegarandeerd, zelfs onder aanzienlijke krommingen en tijdens verschillende fysieke activiteiten zoals wandelen en rennen. In hun commentaar benadrukte professor Ji-woong Yang van DGIST het succes bij het ontwikkelen van een hoogwaardige, milieuvriendelijke quantum dot-fotosensor door middel van strategische structurele controle en laagoptimalisatie. Ondertussen had professor Moon-kee Choi van UNIST diverse toepassingen voor deze technologie voor ogen, variërend van lidar- en infraroodcamera's tot draagbare gezondheidszorgmonitoringsystemen van de volgende generatie, dankzij het ultradunne, zeer flexibele ontwerp en de onafhankelijkheid van externe stroombronnen.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php