Ispirato dagli occhi dei mammiferi, Gli ingegneri elettrici dell'Università del Wisconsin-Madison hanno creato il più veloce, il fototransistor al silicio flessibile più reattivo mai realizzato.

L'innovativo fototransistor potrebbe migliorare le prestazioni di una miriade di prodotti, dalle fotocamere digitali, visori notturni e rilevatori di fumo a sistemi di sorveglianza e satelliti, che si basano su sensori di luce elettronici. Integrato nell'obiettivo di una fotocamera digitale, Per esempio, potrebbe ridurre l'ingombro e aumentare sia la velocità di acquisizione che la qualità di video o foto.

Sviluppato dai collaboratori di UW-Madison Zhenqiang "Jack" Ma, professore di ingegneria elettrica e informatica, e ricercatore Jung-Hun Seo, il fototransistor ad alte prestazioni supera di gran lunga tutti i precedenti parametri flessibili del fototransistor, compresa la sensibilità e il tempo di risposta.

I ricercatori hanno pubblicato i dettagli del loro progresso questa settimana sulla rivista Materiali ottici avanzati .

Come occhi umani, i fototransistor essenzialmente rilevano e raccolgono la luce, quindi convertire quella luce in una carica elettrica proporzionale alla sua intensità e lunghezza d'onda. Nel caso dei nostri occhi, gli impulsi elettrici trasmettono l'immagine al cervello. In una fotocamera digitale, quella carica elettrica diventa la lunga stringa di 1 e 0 che crea l'immagine digitale.

Mentre molti fototransistor sono fabbricati su superfici rigide, e quindi sono piatte, Ma e Seo sono flessibili, il che significa che imitano più facilmente il comportamento degli occhi dei mammiferi.

"In realtà possiamo realizzare la curva di qualsiasi forma ci piaccia per adattarla al sistema ottico, "Ma dice. "Attualmente, non c'è un modo semplice per farlo."

Un aspetto importante del successo dei nuovi fototransistor è l'innovativo metodo di fabbricazione "flip-transfer" dei ricercatori, in cui il loro passaggio finale consiste nell'invertire il fototransistor finito su un substrato di plastica. A quel punto, uno strato di metallo riflettente è sul fondo.

"In questa struttura, a differenza di altri fotorivelatori, l'assorbimento della luce in uno strato di silicio ultrasottile può essere molto più efficiente perché la luce non è bloccata da alcuno strato di metallo o altri materiali, "Mà dice.

I ricercatori hanno anche posizionato elettrodi sotto lo strato di nanomembrana di silicio ultrasottile del fototransistor, e lo strato metallico e gli elettrodi agiscono ciascuno come riflettori e migliorano l'assorbimento della luce senza la necessità di un amplificatore esterno.

"C'è una capacità integrata di rilevare la luce debole, "Mà dice.

In definitiva, i nuovi fototransistor aprono la porta della possibilità, lui dice.

"Questa dimostrazione mostra un grande potenziale nei sistemi di fotorilevamento flessibili e ad alte prestazioni, "dice mamma, il cui lavoro è stato sostenuto dalla US Air Force. "Mostra le capacità di fotorilevamento ad alta sensibilità e prestazioni stabili in condizioni di flessione, che non sono mai stati raggiunti allo stesso tempo."