Un prototype de capteur à trois pixels basé sur CIS, un composé bidimensionnel de cuivre, atomes d'indium et de sélénium, a montré un potentiel remarquable pour sa capacité à capturer et à retenir la lumière dans des expériences à l'Université Rice. Le matériau peut être la base de futurs appareils d'imagerie à plat. Crédit :Ajayan Group/Rice University
Un matériau atomiquement mince développé à l'Université Rice pourrait conduire à la plate-forme d'imagerie la plus mince jamais créée.
Des matériaux synthétiques bidimensionnels à base de composés de chalcogénure de métal pourraient être la base de dispositifs ultrafins, selon les chercheurs de Rice. Un de ces matériaux, bisulfure de molybdène, est largement étudiée pour ses propriétés de détection de la lumière, mais le séléniure de cuivre et d'indium (CIS) est également extrêmement prometteur.
Sidong Lei, un étudiant diplômé du laboratoire Rice du scientifique des matériaux Pulickel Ajayan, CIS synthétisé, une matrice monocouche de cuivre, atomes d'indium et de sélénium. Lei a également construit un prototype - un trois pixels, dispositif à couplage de charge (CCD) — pour prouver la capacité du matériau à capturer une image.
Les détails paraissent ce mois-ci dans le journal de l'American Chemical Society Lettres nano .
Lei a déclaré que le matériau de mémoire optoélectronique pourrait être un composant important de l'électronique bidimensionnelle qui capture des images. "Les CCD traditionnels sont épais et rigides, et il n'aurait pas de sens de les combiner avec des éléments 2D, " a-t-il dit. " Les CCD basés sur CIS seraient ultra-minces, transparent et flexible, et sont la pièce manquante pour des choses comme les appareils d'imagerie 2D."
L'appareil piège les électrons formés lorsque la lumière frappe le matériau et les retient jusqu'à ce qu'ils soient libérés pour le stockage, dit Lei.
Les pixels CIS sont très sensibles à la lumière car les électrons piégés se dissipent si lentement, dit Robert Vajtai, membre principal du corps professoral du Département de science des matériaux et de nano-ingénierie de Rice. "Il existe de nombreux matériaux bidimensionnels capables de détecter la lumière, mais aucun n'est aussi efficace que ce matériau, ", a-t-il déclaré. "Ce matériau est 10 fois plus efficace que le meilleur que nous ayons vu auparavant."
L'étudiant diplômé de l'Université Rice, Sidong Lei, présente un prototype à trois pixels fabriqué avec des couches atomiquement minces de CIS. Le nouveau matériau développé à Rice est prometteur pour l'électronique bidimensionnelle. Crédit :Jeff Fitlow/Rice University Un schéma montre la conception d'un dispositif de mémoire optoélectronique basé sur CIS, un matériau bidimensionnel développé à l'Université Rice. L'appareil piège les électrons formés lorsque la lumière frappe le matériau et les retient jusqu'à ce qu'ils soient libérés pour le stockage; il pourrait constituer la base des futurs appareils d'imagerie à plat. Crédit :Ajayan Group/Rice University
Parce que le matériau est transparent, un scanner basé sur CIS peut utiliser la lumière d'un côté pour éclairer l'image de l'autre pour la capture. Pour les applications médicales, Lei envisage de combiner le CIS avec d'autres composants électroniques 2D dans de minuscules dispositifs de bio-imagerie qui surveillent les conditions en temps réel.
Dans les expériences de l'étude récemment publiée, Lei et ses collègues ont cultivé des cristaux synthétiques CIS, tiré des feuilles monocouches des cristaux, puis testé la capacité des couches à capturer la lumière. Il a dit que la couche est d'environ deux nanomètres d'épaisseur et se compose d'un réseau de neuf atomes d'épaisseur. Le matériau peut également être développé par dépôt chimique en phase vapeur jusqu'à une taille limitée uniquement par la taille du four, dit Lei.
Les chercheurs de l'Université Rice ont fabriqué un trois pixels, Réseau de capteurs optoélectroniques basé sur CIS pour tester la capacité du composé bidimensionnel à capturer des informations d'image. Ils ont commencé avec du CIS exfolié en quelques couches sur un substrat de silicium, a fabriqué trois paires d'électrodes en titane/or sur le dessus du CIS et a coupé le CIS en trois sections avec un faisceau d'ions focalisé. Crédit :Ajayan Group/Rice University
Parce qu'il est flexible, Le CIS pourrait également être incurvé pour correspondre à la surface focale d'un système de lentilles d'imagerie. Il a déclaré que cela permettrait la correction en temps réel des aberrations et simplifierait considérablement l'ensemble du système optique.
