Breites Spektrum: Neuartiges Hybridmaterial erweist sich als effizienter Photodetektor

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Digitalkameras wie auch viele andere elektronische Geräte benötigen lichtempfindliche Sensoren.

Um die steigende Nachfrage nach solchen optoelektronischen Komponenten zu befriedigen, sucht die Industrie nach neuen Halbleitermaterialien.

Sie sollen nicht nur einen breiten Wellenlängenbereich abdecken, sondern auch kostengünstig sein.

Ein in Dresden entwickelter Hybridwerkstoff erfüllt diese beiden Anforderungen.

Himani Arora, Doktorand der Physik am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), zeigte, dass dieses metallorganische Gerüst als Breitband-Photodetektor eingesetzt werden kann.

Da es keine kostenintensiven Rohstoffe enthält, kann es kostengünstig in großen Mengen hergestellt werden.

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In den letzten zwanzig Jahren haben sich metallorganische Gerüste (MOFs) zu einem begehrten Werkstoffsystem entwickelt.

Bisher wurden diese hochporösen Substanzen, die zu 90 Prozent aus leerem Raum bestehen, weitgehend zur Speicherung von Gasen, zur Katalyse oder zur langsamen Freisetzung von Medikamenten im menschlichen Körper verwendet.

Die an der TU Dresden entwickelte metallorganische Gerüstverbindung besteht aus einem mit Eisenionen integrierten organischen Material”, erklärt Dr.

Artur Erbe, Leiter der Gruppe “Transport in Nanostrukturen” am Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung des HZDR.

Das Besondere daran ist, dass das Gerüst überlagerte Schichten mit halbleitenden Eigenschaften bildet, was es potenziell für optoelektronische Anwendungen interessant macht”.

Die Gruppe hatte die Idee, das neue halbleitende zweidimensionale MOF als Photodetektor zu verwenden.

Um es weiter zu verfolgen, untersuchte Himani Arora die elektronischen Eigenschaften des Halbleiters.

Sie untersuchte unter anderem, inwieweit die Lichtempfindlichkeit von der Temperatur und der Wellenlänge abhängig ist – und kam zu einem vielversprechenden Ergebnis: Zwischen 400 und 1.575 Nanometern konnte der Halbleiter ein breites Spektrum von Lichtwellenlängen erfassen.

Das Spektrum der Strahlung reicht also vom Ultraviolett bis zum nahen Infrarot.

” Dies ist das erste Mal, dass wir eine solche Breitbandverbindung nachgewiesen haben….

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