\n<\/aside>\n<\/p>\n
Los sensores de luz infrarroja de onda corta (SWIR) son deseables en una amplia gama de aplicaciones, particularmente en los sectores de rob\u00f3tica de servicios, automoci\u00f3n y electr\u00f3nica de consumo. Los puntos cu\u00e1nticos coloidales sintonizados con SWIR son prometedores para este tipo de sensores, ya que pueden integrarse f\u00e1cilmente en CMOS, pero su uso en el mercado masivo se ha visto obstaculizado por el hecho de que la mayor\u00eda contiene metales pesados \u200b\u200bt\u00f3xicos como plomo o mercurio. Ahora, un equipo de cient\u00edficos ha fabricado puntos cu\u00e1nticos a partir de materiales no t\u00f3xicos y los ha probado en un fotodetector fabricado a escala de laboratorio, seg\u00fan un art\u00edculo reciente publicado en la revista Nature Photonics.<\/p>\n
\u00abLa luz SWIR para la detecci\u00f3n y la obtenci\u00f3n de im\u00e1genes es de suma importancia debido a sus caracter\u00edsticas \u00fanicas\u00bb, escribieron los autores. \u00abEs seguro para los ojos; puede penetrar a trav\u00e9s de la niebla, la neblina y otras condiciones atmosf\u00e9ricas, lo que permite obtener im\u00e1genes en condiciones clim\u00e1ticas adversas para aplicaciones automotrices, ambientales y de detecci\u00f3n remota; la presencia de brillo nocturno en el rango SWIR permite la visi\u00f3n nocturna pasiva; y las im\u00e1genes visuales combinadas con la espectroscopia infrarroja permiten la visi\u00f3n artificial, la bioimagen y la inspecci\u00f3n de la calidad de los alimentos y procesos\u00bb, entre otras aplicaciones.<\/p>\n
Como se inform\u00f3 anteriormente, un punto cu\u00e1ntico es una peque\u00f1a perla semiconductora de unas pocas decenas de \u00e1tomos de di\u00e1metro. En la cabeza de un alfiler podr\u00edan caber miles de millones, y cuanto m\u00e1s peque\u00f1os puedas hacerlos, mejor. En esas peque\u00f1as escalas, los efectos cu\u00e1nticos entran en acci\u00f3n y otorgan a los puntos propiedades el\u00e9ctricas y \u00f3pticas superiores. Brillan intensamente cuando se les aplica luz, y el color de esa luz est\u00e1 determinado por el tama\u00f1o de los puntos cu\u00e1nticos. Los puntos m\u00e1s grandes emiten una luz m\u00e1s roja; los puntos m\u00e1s peque\u00f1os emiten una luz m\u00e1s azul. De modo que es posible adaptar los puntos cu\u00e1nticos a frecuencias de luz espec\u00edficas simplemente cambiando su tama\u00f1o.<\/p>\n
Los puntos cu\u00e1nticos, que alguna vez se consideraron imposibles de fabricar, se han convertido en un componente com\u00fan en monitores de computadora, pantallas de televisi\u00f3n y l\u00e1mparas LED, entre otros usos. Por ejemplo, los puntos cu\u00e1nticos permiten a los fabricantes de televisores sintonizar con precisi\u00f3n los colores emitidos, produciendo tonos m\u00e1s precisos en un rango m\u00e1s amplio, todo ello utilizando menos electricidad. Son \u00fatiles como alternativa a los tintes org\u00e1nicos utilizados para etiquetar agentes reactivos en biosensores basados \u200b\u200ben fluorescencia y se han incorporado en ventanas de vidrio para convertirlas esencialmente en energ\u00eda fotovoltaica, recolectando potencialmente peque\u00f1as cantidades de energ\u00eda solar para compensar los costos de energ\u00eda del hogar.<\/p>\n\n Anuncio <\/span> <\/p>\n<\/aside>\nEn 2013, f\u00edsicos alemanes construyeron el equivalente experimental del demonio de Maxwell con un par de puntos cu\u00e1nticos que interact\u00faan. En 2015, los cient\u00edficos crearon \u00abpuntos de orina\u00bb cu\u00e1nticos a partir de orina reciclada y los utilizaron para obtener im\u00e1genes biol\u00f3gicas de c\u00e9lulas de rat\u00f3n. Las aplicaciones futuras podr\u00edan incluir la incorporaci\u00f3n de puntos cu\u00e1nticos en electr\u00f3nica flexible, sensores diminutos y c\u00e9lulas solares o su uso en sistemas de comunicaci\u00f3n cu\u00e1nticos cifrados.<\/p>\n\nAgrandar
\/<\/span> Yongjie Wang (BIST) y Julien Schreier (Qurv) sosteniendo una muestra de una soluci\u00f3n de puntos cu\u00e1nticos, el fotodetector SWIR y el sensor de imagen.<\/div>\n<\/figcaption><\/figure>\nLos autores de este \u00faltimo art\u00edculo provienen del Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Barcelona (BIST) y Qurv Technologies en Espa\u00f1a. El equipo del BIST estaba buscando formas de sintetizar nanocristales de telururo de bismuto de plata para dispositivos fotovoltaicos y not\u00f3 que el telururo de plata era uno de los subproductos. El telururo de plata ten\u00eda propiedades ideales para los puntos cu\u00e1nticos coloidales, sobre todo la sintonizabilidad. Entonces el equipo cambi\u00f3 de rumbo y desarroll\u00f3 un proceso para producir puntos cu\u00e1nticos de telururo de plata.<\/p>\n
Los puntos cu\u00e1nticos resultantes ten\u00edan una buena distribuci\u00f3n de tama\u00f1os y eran sintonizables en un amplio rango espectral, incluido SWIR. El siguiente paso fue incorporar esos puntos cu\u00e1nticos en un fotodetector a escala de laboratorio. Fue un desaf\u00edo revertir la configuraci\u00f3n habitual del dispositivo, ya que la luz brilla desde la parte inferior de la mayor\u00eda de los dispositivos a escala de laboratorio, mientras que las pilas CQD integradas con CMOS implican iluminar la luz desde la parte superior, con la electr\u00f3nica CMOS en la parte inferior. El primer intento tuvo s\u00f3lo un \u00e9xito moderado porque el fotodiodo resultante no funcion\u00f3 tan bien como se esperaba en el rango SWIR.<\/p>\n
Los investigadores del BIST redise\u00f1aron el sensor con una capa de amortiguaci\u00f3n adicional para solucionar el problema, lo que dio como resultado un sensor SWIR mucho m\u00e1s eficaz. Luego colaboraron con cient\u00edficos de Qurv para construir un sensor de imagen SWIR de prueba de concepto hecho de puntos cu\u00e1nticos no t\u00f3xicos operables a temperatura ambiente. Pudieron capturar im\u00e1genes de la transmisi\u00f3n de la oblea de silicio bajo luz SWIR y mirar dentro de botellas de pl\u00e1stico que son opacas bajo luz visible. El siguiente paso es redise\u00f1ar la pila de capas para mejorar a\u00fan m\u00e1s el rendimiento de los fotodiodos, adem\u00e1s de explorar otras qu\u00edmicas de superficie.<\/p>\n
Nature Photonics, 2024. DOI: 10.1038\/s41566-023-01345-3 (Acerca de los DOI).<\/p>\n\n