Hauchdünner Fotodetektor sieht alles

Forscher an der RMIT University haben einen neuen Fotodetektor mit einem größeren Spektrum entwickelt, als das menschliche Auge jemals erfassen könnten – es reicht von Infrarot bis Ultraviolett. [...]

Modell eines ultradünnen Hochleistungsfotodetektors
Modell eines ultradünnen Hochleistungsfotodetektors (c) Grafik: RMIT University

Die Innovation der RMIT University ist noch einhundert Mal dünner als ein herkömmliches Gerät. Einsetzbar ist der Fotodetektor in Spielkonsolen, im Bereich der Glasfaserkommunikation, der medizinischen Bildgebung sowie in Bewegungsmeldern und anderen Anwendungen. Die damit ausgestatteten Geräte können udem deutlich kleiner gebaut werden.

Gesamtes Farbenspektrum erfasst

Auch bei der Verarbeitungsgeschwindigkeit glänzen die neuen Detektoren. Normalerweise würden elektrooptische Systeme, wie Detektoren, leistungsschwächer, wenn man sie verkleinert, sagt Entwicklungsleiterin Vaishnavi Krishnamurthi. „Aber wir haben es geschafft, ein Gerät zu entwickeln, das hohe Leistung bietet, obwohl es dünner als ein Nanometer ist, was ungefähr eine Million Mal kleiner als die Breite eines Stecknadelkopfes ist.“ Die neue Technologie können dazu beitragen, tragbare bildgebende medizinische Geräte zu bauen, die leicht in Regionen gebracht werden können, deren Infrastruktur nicht sonderlich gut ausgebaut ist.

Die Güte von Fotodetektoren hängt weitgehend von drei wesentlichen Faktoren ab: ihrer Betriebsgeschwindigkeit, ihrer Fähigkeit, auch bei schlechten Lichtverhältnissen etwas zu erkennen und dem Umfang des Spektrums, das sie erfassen können. Das Problem dabei: Bisher hatten Ingenieure, die einen dieser Faktoren verbessern wollten, mindestens einen anderen dabei verschlechtert. Das liegt daran, dass Fotodetektoren aus vier Schichten bestehen. Schrumpft eine davon, verändert sich das Gesamtverhalten zum Negativen. Die RMIT-Experten haben auf das Stapelmodell verzichtet und ein Verfahren entwickelt, mit dem sich eine nur eine Atomlage dicke Folie auf einer Unterlage in einen Fotodetektor mit bisher nicht vorstellbaren Eigenschaften verwandeln lässt. Als lichtempfindliches Material dient Zinnmonosulfid.


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