Images visualisées obtenues par détection de lumière polarisée et capteur d'image à polarisation classique. Crédit :Agence japonaise pour la science et la technologie
Dans le cadre des programmes stratégiques de recherche fondamentale JST, Chercheur PRESTO Ayumi Ishii, (Université Toin de Yokohama, conférencier spécialement nommé) a développé une photodiode utilisant un film cristallin composé de composés de pérovskite de plomb avec des molécules chirales organiques pour détecter la lumière polarisée circulairement sans filtre.
Une technologie pour détecter la « polarisation, ' ou la direction d'oscillation de la lumière peut visualiser les surfaces des objets avec des dommages, objets étrangers, et distorsions. Par ailleurs, détection de lumière polarisée circulairement, ou le champ électrique tournant de la lumière nous permet d'identifier l'intensité du stress et la distribution des objets. Les photodiodes conventionnelles pour les applications de caméra ou de capteur ne peuvent pas détecter directement la polarisation de la lumière, et donc, différents types de filtres doivent être fixés sur le dessus de l'appareil pour séparer spatialement les informations de polarisation. Ces structures provoquent des pertes substantielles de sensibilité et de résolution dans la détection de la lumière, en particulier, la détection de lumière polarisée circulairement est jusqu'ici considérée comme difficile. Ainsi, il a été très souhaité de développer un nouveau capteur pour la détection de la lumière polarisée circulairement sans aucun filtre.
Dans la présente étude, Le Dr Ishii a préparé un film cristallin chiral hybride organique-inorganique composé de composés de pérovskite de plomb et de molécules organiques à chiralité, qui ne peut pas être superposé à son image miroir comme les mains droite et gauche. Cette étude a montré que le film hybride forme une structure de chaîne hélicoïdale unidimensionnelle (1D) et que la direction de la spirale permet une absorption sélective de la lumière polarisée circulairement à gauche ou à droite. La photodiode basée sur ce film cristallin chiral 1D a détecté avec succès le sens de rotation de la lumière polarisée circulairement sans filtre. Le rapport des sensibilités entre les détections de lumière à polarisation circulaire gauche et droite a atteint la valeur la plus élevée au monde de 25 ou plus pour un détecteur à polarisation circulaire sans filtre.
La détection directe de la lumière polarisée circulairement sans filtre, comme le montre le présent résultat, permet une sensibilité et une miniaturisation plus élevées des photodétecteurs. On s'attend à ce qu'il devienne une nouvelle technologie de capteur qui permettrait d'acquérir une information auparavant non identifiée et de reconnaître le stress.