Científicos de la Universidad de Rice han creado un nuevo material atómicamente liviano a base de disulfuro de mobileno, seleniuro de cobre e indio que promete ser la plataforma para el desarrollo de dispositivos de imagen ultrafinos. Materiales que están siendo estudiados por sus potenciales propiedades detectoras de luz.
Sidong Lei, un estudiante graduado, sintetizó el material conformado por una matriz de una sola capa de átomos de cobre, indio y selenio, para construir el prototipo de un sensor de imagen (CCD) de tres píxeles.
El sensor de imagen es el elemento de una cámara electrónica, tanto de vídeo como de fotografía estática, que capta la luz que compone la imagen y la convierte en una señal, la cual se entrega en formato analógico como digital. Se trata de un chip formado por millones de componentes sensibles a la luz (fotodiodos o fototransistores) que al ser expuestos capturan la luz proyectada de un objetivo, que compone la imagen.
“El material de memoria optoelectrónico podría ser un componente importante en la electrónica de dos dimensiones que captura imágenes. Los CCD tradicionales son gruesos y rígidos, y no tendría sentido combinarlos con elementos 2-D. El CCD basado con esta nueva matriz serían ultra finos, transparentes y flexibles”, dijo Lei.
Prototipo del sensor bidimensional de tres píxeles compuesto de átomos de cobre, indio y selenio. (Crédito: Grupo Ajayan / Universidad de Rice)
El dispositivo atrapa electrones formados cuando la luz golpea el material y los mantiene hasta que son liberados para el almacenamiento.”Los píxeles de esta nueva matriz son muy sensibles a la luz, porque los electrones atrapados se disipan muy lentamente”, dijo Robert Vajtai, del Departamento de Ciencia de los Materiales y Nanoingeniería de Rice. “Hay muchos materiales bidimensionales que pueden detectar la luz, pero ninguno es tan eficiente como este material. Este material es 10 veces más eficiente que el mejor que hemos visto antes.”
Debido a que el material es transparente, un escáner basado en esta plataforma podría utilizar la luz de un lado para iluminar la imagen en el otro para la captura. Para aplicaciones médicas, Lei prevé la combinanción con otros dispositivos electrónicos 2-D en diminutos gadgets de bio-imágenes que monitorizan condiciones de tiempo real.
En los experimentos para su estudio los investigadores hicieron crecer cristales del nuevo material, sacaron las hojas de una sola capa de los cristales y luego probaron la capacidad de las capas para captar la luz. La capa es de aproximadamente dos nanómetros de espesor conformada de un entramado de nueve átomos. “El material también puede ser cultivado a través de deposición de vapor químico a un tamaño limitado sólo por el tamaño del horno”, agrego Lei.
Debido a que es flexible, el material también podría ser curvado para que coincida con la superficie focal de un sistema de lentes de formación de imágenes. Esto permitiría la corrección en tiempo real de las aberraciones y simplificar significativamente cualquier sistema óptico concluyeron los científicos.
Referencia: Universidad de Rice