Najbardziej wydajny na świecie, ekologiczny fotosensor z kropką kwantową, niewymagający zewnętrznego źródła zasilania

(Wiadomości Nanowerk) W Instytucie Nauki i Technologii Daegu Gyeongbuk (DGIST) profesor Ji-woong Yang z Wydziału Nauki i Inżynierii o Energii dokonał przełomowego wyczynu. Współpracując z zespołem profesora Moon-kee Choi na Wydziale Inżynierii Nowych Materiałów Narodowego Instytutu Nauki i Technologii w Ulsan oraz grupą profesora Dae-hyeonga Kima na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Biomolekularnej Uniwersytetu Narodowego w Seulu, opracowali najbardziej zaawansowany na świecie, przyjazny dla środowiska kropka kwantowa czujnik Zdjęcia. Co ciekawe, urządzenie to działa bez zewnętrznego zasilania, wykorzystując efekt fotowoltaiczny do stabilnego pomiaru sygnału świetlnego. Wyniki te zostały opublikowane w ACS Nano („Ultracienkie, niezawierające metali ciężkich fotodetektory z kropkami kwantowymi Cu–In–Se z własnym zasilaniem do monitorowania stanu urządzeń przenośnych”). Streszczenie graficzne pracy. (Zdjęcie: DGIST) Ta innowacja jest szczególnie istotna dzisiaj, ponieważ starzejące się społeczeństwo i pandemia COVID-19 zwiększają zapotrzebowanie na urządzenia do monitorowania opieki zdrowotnej, które można wygodnie nosić przez dłuższy czas. Tradycyjne fotoczujniki na bazie krzemu, często uważane za zbyt ciężkie i sztywne do długotrwałego noszenia, mają trudności z dokładnym przechwytywaniem sygnałów biometrycznych ze względu na niezdolność do utrzymywania bliskiego kontaktu ze skórą. Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie chemii stanowi znaczący postęp naukowy i uhonorowała trzech naukowców za ich pionierskie prace nad kropkami kwantowymi, elementami składowymi nanonauki. Te ultramałe cząstki półprzewodników, mierzące zaledwie nanometry, posiadają doskonałe właściwości optyczne i elektryczne w porównaniu z konwencjonalnymi półprzewodnikami. Umożliwia to szybszą separację elektronów i dziur elektronowych, co czyni je idealnymi do zastosowań w fotosensorach. Jednak większość fotosensorów z kropkami kwantowymi objętych obecnymi badaniami to grube struktury w skali mikrometrów, często zawierające toksyczne metale ciężkie, takie jak siarczek ołowiu, co czyni je nieprzydatnymi w technologii noszenia. Wbrew ogólnym założeniom o gorszej wydajności przyjaznych dla środowiska kropek kwantowych, zespół badawczy zrewolucjonizował tę dziedzinę. Poprawili właściwości elektryczne kropek kwantowych miedzi, indu i selenku (Cu-In-Se), wolnych od metali ciężkich, poprzez skrupulatną kontrolę ich wielkości i składu. Ponadto opracowali innowacyjną organiczno-nieorganiczną hybrydową warstwę przenoszenia ładunku dostosowaną do tych kropek kwantowych, czego efektem był ekologiczny fotosensor, który przewyższa swoje toksyczne odpowiedniki. Ekologiczny fotosensor z kropkami kwantowymi opracowany przez zespół charakteryzuje się wyjątkową wydajnością dzięki warstwie absorpcyjnej kropek kwantowych o grubości zaledwie około 40 nanometrów. Wykazuje także niezwykłe możliwości wykrywania światła bez konieczności stosowania zewnętrznego źródła zasilania, dzięki czemu doskonale nadaje się do zastosowań w zakresie fotosensorów do noszenia. Naukowcy rozszerzyli tę technologię, tworząc nadający się do noszenia czujnik tętna. Czujnik ten łączy fotosensor ze źródłem światła na elastycznym podłożu polimerowym, zapewniając stabilną pracę nawet przy znacznych krzywiznach oraz podczas różnych aktywności fizycznych, takich jak chodzenie i bieganie. W swoich uwagach profesor Ji-woong Yang z DGIST podkreślił sukces w opracowaniu wysokowydajnego, przyjaznego dla środowiska fotosensora z kropkami kwantowymi poprzez strategiczną kontrolę strukturalną i optymalizację warstw. Tymczasem profesor Moon-kee Choi z UNIST przewidział różnorodne zastosowania tej technologii, począwszy od kamer lidarowych i kamer na podczerwień po przenośne systemy monitorowania opieki zdrowotnej nowej generacji, dzięki jej ultracienkiej, bardzo elastycznej konstrukcji i niezależności od zewnętrznych źródeł zasilania.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64218.php