La luz infrarroja cercana es una fuente de luz con la longitud de onda más corta, indicada fuera del color rojo en el espectro de luz. La luz infrarroja cercana se ha utilizado ampliamente en comunicaciones ópticas, láseres médicos, LiDAR de vehículos autónomos,e instrumentos de seguridad y vigilancia, que van desde la industria privada hasta la industria de defensa. Para utilizar esta luz infrarroja cercana, la tecnología que convierte la luz en energía eléctrica a través de un fotodetector es crucial. El equipo de investigación de POSTECH desarrolló con éxito un fotodiodo con una mayor absorción delluz infrarroja cercana utilizando el principio del reloj de arena.
El equipo de investigación fue dirigido por el profesor Chang-Ki Baek y estaba formado por un profesor de investigación, Kihyun Kim, Myunghae Seo de Creative IT Engineering y Sol Yoon de Electronic and Electrical Engineering. El equipo desarrolló nanocables de silicio con forma de reloj de arena para mejorar la fotorrespuesta mientrasutilizando el proceso de semiconductores convencional.
Antes de su hallazgo, los fotodiodos de infrarrojo cercano estaban hechos de materiales químicos. Por esta razón, se requería un dispositivo de enfriamiento separado debido al ruido y al alto costo de producción cuando se realizaba en un área grande. También era muy difícil de integrar.Para superar estas dificultades de los materiales químicos, el equipo usó silicio en su lugar. Además, sugirieron usar nanocables de silicio con forma de reloj de arena para aumentar la absorción de silicio de la luz infrarroja cercana.
Como el sonido bajo se puede escuchar en voz alta en la parte superior de los nanocables, la luz causa resonancia en modo galería susurrante. Entonces, la luz infrarroja cercana gira a lo largo del diámetro de los nanocables y se absorbe. Por lo tanto, es efectiva enextendiendo la longitud de onda de la luz. Además, la parte inferior de los nanocables tiene su tamaño de diámetro ampliado gradualmente en la dirección vertical donde la diferencia de reflectancia entre el aire y el silicio aumenta progresivamente. Esto hace que reabsorba efectivamente la fuente de luz reflejada y / o penetrada desdela parte superior de los nanocables.
El equipo de investigación demostró que los nanocables en forma de reloj de arena ilustraron un aumento del 29% en la fotorrespuesta del infrarrojo cercano a una longitud de onda de 1,000 nm en comparación con el fotodiodo de silicio existente con panel plano. Además, este fotodiodo recién desarrollado se aplicó a un corazón móvilsistema de medición de frecuencia para la demostración. Al hacer esto, verificaron y confirmaron su comercialización cuando demostró una onda de frecuencia cardíaca mayor y menos del 1% de frecuencia de error que los fotodiodos existentes.
El profesor Chang-Ki Baek, quien dirigió esta investigación, dijo en su comentario: "este estudio utilizó el silicio existente que se puede producir en masa a bajo costo y 100% compatible con la producción de semiconductores. Es muy significativo que pudimospara demostrar una mayor fotorrespuesta de la luz del infrarrojo cercano en la longitud de onda donde el silicio existente no puede detectar. Es posible que el dispositivo desarrollado pueda optimizar la absorción de la longitud de onda del infrarrojo cercano deseada de acuerdo con la estructura de los nanocables.soluciones a varios campos, como LiDAR de un vehículo, láser médico, gafas de visión nocturna militares, sensores de imagen y más.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang POSTECH . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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