Un team di ricerca del DGIST ha presentato un nuovo fotodiodo ad alte prestazioni che riduce lo spessore a un sesto dei fotodiodi al silicio convenzionali. Secondo i ricercatori, hanno lavorato per sviluppare una tecnologia per aumentare la stabilità e le prestazioni dei fotodiodi utilizzando nanocristalli cubici di perovskite. L'applicazione di questa tecnologia ai futuri fotodiodi contribuirà ai campi che richiedono un'elevata capacità di accumulo e risoluzione.

fotodiodi al silicio, le unità di conversione fotoelettrica di base dei sensori di immagine, sono considerati il ​​cardine per una varietà di applicazioni di imaging a causa del loro basso rumore, assorbimento ad ampia larghezza di banda, e alta frequenza operativa. Ciò nonostante, i fotodiodi al silicio attualmente in uso nell'industria hanno un miglioramento della risoluzione limitato a causa del loro spessore, superiore a 3 micrometri (μm). perovskite, che è uno dei principali materiali sostitutivi, assorbe bene la luce, ma era difficile metterlo in pratica a causa della sua bassa stabilità.

Come un modo per superare gli svantaggi dei materiali esistenti, Il professor Chung ha prestato attenzione al fatto che la perovskite di cesio piombo ioduro (CsPbI3) mantiene la stabilità sotto forma di nanocristalli cubici. Il team di ricerca ha sviluppato un nuovo tipo di fotodiodo a film sottile che utilizza nanocristalli cubici di perovskite di ioduro di cesio e piombo e composti di zolfo tra gli elettrodi del fotodiodo. I fotodiodi sviluppati dal team hanno migliorato la stabilità attraverso reazioni acido-base tra ioni piombo (Pb2+) e anioni zolfo (S2-).

In questo studio, il fotodiodo ottimizzato a film sottile spesso 0,5 micrometri ha dimostrato una sensibilità di 1,8 × 1012 Jones, simile a un fotodiodo al silicio. Inoltre, è stato utilizzato stabilmente per più di 10 ore anche nelle dure condizioni di umidità relativa superiore all'80%.

I ricercatori hanno suggerito un metodo per migliorare la stabilità di vari dispositivi ottici come diodi emettitori di luce e celle solari utilizzando perovskite e fotodiodi. Per di più, Si prevede che i nanocristalli di perovskite di cesio piombo ioduro saranno utilizzati in vari campi onnipresenti in quanto possono essere elaborati a basse temperature.

"I fotodiodi piccoli e ad alte prestazioni sviluppati da questa ricerca saranno applicabili ai veicoli autonomi, campi militari e di esplorazione spaziale che richiedono un'elevata capacità di accumulo e risoluzione, " ha detto il professor Chung. "Continueremo a guidare la quarta rivoluzione industriale sviluppando a basso costo, alta efficienza, e sensori di immagine ad alta stabilità che utilizzano fotodiodi di perovskite".