Un materiale atomicamente sottile sviluppato alla Rice University potrebbe portare alla piattaforma di imaging più sottile di sempre.

I materiali sintetici bidimensionali basati su composti di calcogenuri metallici potrebbero essere la base per dispositivi supersottili, secondo i ricercatori di Rice. Uno di questi materiali, bisolfuro di molibdeno, è ampiamente studiato per le sue proprietà di rilevamento della luce, ma anche il seleniuro di rame indio (CIS) mostra straordinarie promesse.

Sidong Lei, uno studente laureato nel laboratorio Rice dello scienziato dei materiali Pulickel Ajayan, CIS sintetizzato, una matrice monostrato di rame, atomi di indio e selenio. Lei ha anche costruito un prototipo, un tre pixel, dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD):per dimostrare la capacità del materiale di catturare un'immagine.

I dettagli compaiono questo mese sulla rivista dell'American Chemical Society Nano lettere .

Lei ha affermato che il materiale della memoria optoelettronica potrebbe essere un componente importante nell'elettronica bidimensionale che cattura le immagini. "I CCD tradizionali sono spessi e rigidi, e non avrebbe senso combinarli con elementi 2-D, " ha detto. "I CCD basati su CIS sarebbero ultrasottili, trasparente e flessibile, e sono il pezzo mancante per cose come i dispositivi di imaging 2-D."

Il dispositivo intrappola gli elettroni formati quando la luce colpisce il materiale e li trattiene fino al rilascio per l'immagazzinamento, disse Lei.

I pixel CIS sono altamente sensibili alla luce perché gli elettroni intrappolati si dissipano così lentamente, disse Robert Vajtai, un docente senior presso il Dipartimento di Scienza dei materiali e Nanoingegneria della Rice. "Ci sono molti materiali bidimensionali che possono percepire la luce, ma nessuno è efficiente come questo materiale, " ha detto. "Questo materiale è 10 volte più efficiente del migliore che abbiamo visto prima".

Poiché il materiale è trasparente, uno scanner basato su CIS potrebbe utilizzare la luce da un lato per illuminare l'immagine dall'altro per l'acquisizione. Per applicazioni mediche, Lei prevede che il CIS venga combinato con altri dispositivi elettronici 2-D in minuscoli dispositivi di bio-immagine che monitorano le condizioni in tempo reale.

Negli esperimenti per lo studio appena riportato, Lei e colleghi hanno coltivato cristalli CIS sintetici, ha estratto i fogli a strato singolo dai cristalli e poi ha testato la capacità degli strati di catturare la luce. Ha detto che lo strato è spesso circa due nanometri ed è costituito da un reticolo spesso nove atomi. Il materiale può anche essere coltivato tramite deposizione chimica da vapore fino a una dimensione limitata solo dalle dimensioni del forno, disse Lei.

Perché è flessibile, Il CIS potrebbe anche essere curvato per adattarsi alla superficie focale di un sistema di lenti per imaging. Ha detto che ciò consentirebbe la correzione in tempo reale delle aberrazioni e semplificherebbe significativamente l'intero sistema ottico.