Capteurs de lumière organique sélectifs en couleur produits par impression à jet d'encre avec des encres semi-conductrices. Crédit :Noah Strobel, TROUSSE
Appareils photo, barrières lumineuses, et les capteurs de mouvement ont une chose en commun :ils fonctionnent avec des capteurs de lumière que l'on trouve déjà dans de nombreuses applications. Dans le futur, ces capteurs pourraient également jouer un rôle important dans les télécommunications, car ils permettent la transmission de données par la lumière. Au InnovationLab à Heidelberg, les scientifiques du Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ont réussi à faire des progrès décisifs :des capteurs de lumière imprimables qui peuvent voir les couleurs. Les résultats sont maintenant rapportés dans Matériaux avancés .
Les nouvelles technologies augmenteront la demande de capteurs optiques pour une variété d'applications, y compris la communication en lumière visible (VLC). VLC utilise l'éclairage intérieur des bâtiments pour la communication optique. En termes de sécurité, la vitesse, et l'accessibilité, cette technologie présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés de transmission conventionnels, tels que WLAN ou Bluetooth. "Notre recherche est basée sur l'idée de combiner les avantages d'un type particulier de matériaux, à savoir, semi-conducteurs organiques, et leur production par des procédés d'impression, " déclare le Dr Gerardo Hernandez-Sosa du Light Technology Institute de KIT, l'un des auteurs de la publication.
Les semi-conducteurs sont la base des ordinateurs, smartphone, cellules solaires, et bien d'autres technologies. Certains des matériaux semi-conducteurs réagissent à la lumière en modifiant leur conductivité. L'intensité lumineuse peut être mesurée en courant électrique. A l'aide d'une imprimante, certains matériaux peuvent être appliqués sur un support comme l'encre d'imprimerie. Ces matériaux réagissent à des longueurs d'onde variables, ce qui signifie qu'ils peuvent distinguer les couleurs. L'équipe de Hernandez-Sosa a maintenant réussi à trouver une composition de matériaux adaptés à une utilisation comme détecteur de lumière sensible à la longueur d'onde ainsi qu'à l'impression sur des supports flexibles. L'impression peut être réalisée sur de très petites à très grandes surfaces. La mise en page peut être conçue facilement à l'aide d'un ordinateur. "Un grand nombre de ces photodétecteurs de n'importe quelle conception peuvent être produits sur des supports flexibles, matériaux légers. D'où, ils sont particulièrement adaptés aux appareils mobiles, " dit le premier auteur Noah Strobel.
L'impression de composants semi-conducteurs est un processus relativement jeune, mais a un potentiel considérable pour des applications futures. L'industrie réalise déjà d'importants investissements dans la production d'écrans OLED imprimés pour les téléviseurs et les smartphones. Des cellules solaires flexibles imprimées ou des capteurs de pression sont déjà disponibles dans le commerce. La production de détecteurs de lumière imprimés a également atteint l'échelle industrielle. Il est donc fort probable que ces éléments seront utilisés dans de nombreuses applications à l'avenir, encore plus alors, alors que la demande de capteurs augmente dans l'internet des objets, dans les villes intelligentes, et dans l'Industrie 4.0.