(Phys.org) -- Forskare i Spanien har lyckats bygga en fotodetektor som är en miljard gånger känsligare än andra sådana detektorer baserade på grafen och kan förebåda användningen av grafenbaserade ljussensorer och solceller. Laget, från Institut de Ciencies Fotoniques, i Barcelona, beskriva deras forskning och resultat i en artikel som de har publicerat i tidskriften Naturens nanoteknik .

Börjar med tanken att grafen, det ökända tjocka undermaterialet med en kolatom, borde göra en bra fotodetektor, teamet resonerade att allt som behövdes var ett sätt att tvinga fram mer ljusabsorption, den enda delen av ljusavkänningsprocessen som grafen inte fungerar bra (den är bara 3 % effektiv). Att hjälpa, forskarna vände sig till kvantprickar, som är kristaller i nanoskala som har den unika egenskapen att absorbera olika våglängder av ljus beroende på deras storlek.

I huvudsak, fotodetektorer är inget annat än enheter som omvandlar små mängder ljus till mycket små mängder elektricitet. Den elektriciteten kan sedan mätas för att fastställa hur mycket ljus som har träffat enheten eller använts direkt för att orsaka andra åtgärder, som att hjälpa till med att producera fotografiska bilder.

För att bygga sin fotodeektor, teamet skapade först ett grafensubstrat med hjälp av standardmetoden för grafit-tejp, som de fäste små guldelektroder på med litografi i nanoskala. Efter det, de applicerade blysulfidkristaller på sin enhet via en sprayflaska. Eftersom kristallerna inte filtrerades, de kom i en mängd olika storlekar, som stod för praktiskt taget alla ljusets olika våglängder. Efter det, allt som behövdes var att lysa olika våglängder av ljus på deras fotodetektor och mäta resistans och mängden elektricitet som produceras med hjälp av elektroderna. De noterar att det tog lite ansträngning att hitta precis rätt kombination av material när man tillverkade kvantprickarna för att säkerställa maximalt ligandutbyte mellan prickarna och grafenet för att möjliggöra ett effektivt utbyte av laddningsbärare. Efter att ha testat och finjusterat fann teamet att de kunde uppnå 25 % intern kvanteffektivitet.

På grund av deras resultat, teamet tror att nya enheter baserade på deras fotodetektor kan byggas, som digitalkameror, mörkerseende eller många andra avkänningsapplikationer. Därefter planerar de att bygga en större detektor för att avgöra möjligheten att skala sin detektor till verkliga tillämpningsstorlekar.

© 2012 Phys.Org