Même si nous ne le réalisons pas toujours, les photodétecteurs contribuent grandement à la commodité de la vie moderne. Aussi connu sous le nom de photodétecteurs, les photodétecteurs convertissent l'énergie lumineuse en signaux électriques pour accomplir des tâches telles que l'ouverture de portes coulissantes automatiques et le réglage automatique de la luminosité de l'écran d'un téléphone portable dans différentes conditions d'éclairage.

Un nouveau papier, publié par une équipe de chercheurs de Penn State dans ACS Nano , cherche à faire progresser l'utilisation des photodétecteurs en intégrant la technologie au verre Gorilla durable, le matériau utilisé pour les écrans de téléphones intelligents qui est fabriqué par Corning Incorporated.

L'intégration des photodétecteurs avec le verre Gorilla pourrait conduire au développement commercial du « verre intelligent, " ou du verre doté de propriétés de détection automatique. Le verre intelligent a de nombreuses applications allant de l'imagerie à la robotique avancée, selon les chercheurs.

« Il y a deux problèmes à résoudre lorsqu'on essaie de fabriquer et de mettre à l'échelle des photodétecteurs sur du verre, " a déclaré le chercheur principal Saptarshi Das, maître de conférences en sciences de l'ingénieur et mécanique (ESM). "Cela doit être fait en utilisant des températures relativement basses, car le verre se dégrade à haute température, et doit s'assurer que le photodétecteur peut fonctionner sur du verre en utilisant un minimum d'énergie."

Pour surmonter le premier défi, Das, avec le doctorant de l'ESM Joseph R. Nasr, a déterminé que le composé chimique bisulfure de molybdène était le meilleur matériau à utiliser comme revêtement sur le verre.

Puis, Josué Robinson, Le professeur de science et d'ingénierie des matériaux (MatSE) et doctorant MatSE, Nicholas Simonson, a utilisé un réacteur chimique à 600 degrés Celsius, une température suffisamment basse pour ne pas dégrader le verre Gorilla, pour fusionner le composé et le verre. L'étape suivante consistait à transformer le verre et le revêtement en un photodétecteur en le modelant à l'aide d'un outil conventionnel de lithographie par faisceau d'électrons.

"Nous avons ensuite testé le verre avec un éclairage LED vert, qui imite une source d'éclairage plus naturelle contrairement à l'éclairage laser, qui est couramment utilisé dans des recherches similaires en optoélectronique, " a déclaré Nasr.

Le corps ultra-mince des photodétecteurs au bisulfure de molybdène permet un meilleur contrôle électrostatique, et garantit qu'il peut fonctionner avec une faible consommation d'énergie, un besoin essentiel pour la technologie du verre intelligent du futur.

« Les photodétecteurs doivent fonctionner dans des endroits à ressources limitées ou inaccessibles qui, par nature, n'ont pas accès à des sources d'électricité illimitées, " dit Das. " Par conséquent, ils doivent compter sur le pré-stockage de leur propre énergie sous forme d'énergie éolienne ou solaire."

S'il est développé commercialement, le verre intelligent pourrait conduire à des avancées technologiques dans de nombreux secteurs de l'industrie, y compris dans la fabrication, infrastructures civiles, énergie, soins de santé, transport et génie aérospatial, selon les chercheurs. La technologie pourrait être appliquée à l'imagerie biomédicale, surveillance de sécurité, détection de l'environnement, communication optique, vision nocturne, systèmes de détection de mouvement et d'évitement des collisions pour les véhicules autonomes et les robots.

"Le verre intelligent sur les pare-brise des voitures pourrait s'adapter aux feux de route venant en sens inverse lors de la conduite de nuit en modifiant automatiquement son opacité à l'aide de la technologie, ", a déclaré Robinson. "Et les nouveaux avions Boeing 757 pourraient utiliser le verre de leurs fenêtres pour que les pilotes et les passagers atténuent automatiquement la lumière du soleil."