محققان دانشگاه صنعتی دلفت هلند موفق شدند نوع جدیدی از شناساگرهای نوری بسیار سریع تولید کنند که در انها از نقاط کوانتومی استفاده شده است. در این شناساگرها نقاط کوانتومی بین صفحات لایه نازک قرار گرفته است.

نقاط کوانتومی از جمله موادی هستند که در اپتوالکترونیک نظیر شناساگرها نوری به کررات استفاده می‌شود دلیل این امر آن است که آنها نور را به شدت جذب می‌کنند. از سوی دیگر این مواد را به‌سادگی می‌توان از فاز محلول وارد لایه نازک کرد که این هم از مزایای این مواد محسوب می‌شود. در شناساگرهای نقاط کوانتومی رایج، نور در لایه نازک جذب می‌شود که در نتیجه آن بار تولید می‌شود. مشکلی که در این لایه نازک وجود دارد این است که درون آنها مملو از نقص‌های ساختاری است که به‌صورت یک سد در مسیر حرکت الکترون قرار می‌گیرند. این سدها باعث کند شدن حرکت الکترون شده و زمان پاسخ‌دهی شناساگر را کاهش می‌دهد. از سوی دیگر این الکترون‌ها در این سدها به‌دام افتاده و کارایی شناساگر را کاهش می‌دهند.

یک تیم تحقیقاتی به رهبری هرواندر زانتیت موفق شده به این سوال پاسخ دهد، برای این کار او و همکارانش جایگزینی برای این ساختار مبتنی بر لایه نازک یافتند. آنها نقاط کوانتومی را طوری در این دستگاه قرار دادند که مستقیما در تماس با الکترودهای منبع و خروجی باشد با این کار بار می‌تواند خیلی سریع و به‌صورت مستقیم از الکترود خارج شود.

چالش اصلی در این کار این بود که تولید الکترود صاف با ضخامت چند نانومتر در کنار هم به‌طوری که این الکترودها به اندازه یک نقطه کوانتومی از هم فاصله داشته باشند، کاری دشوار است. محققان این پروژه برای رسیدن به این هدف از روشی به‌نام خودتراز شوندگی استفاده کردند.

پرینس می‌گوید ترفندی که ما زدیم این بود که از لایه اکسید طبیعی به ضخامت چندنانومتر استفاده کردیم تا الکترود اول را محافظت کنیم. سپس الکترود دوم را روی الکترود اول ایجاد کردیم و به‌صورت انتخابی لایه محافظ را برداشتیم این کار بااستفاده از اچ کردن صورت گرفت. با این کار بین دو الکترود یک فاصله نانومقیاس ایجاد می‌شود. مرحله آخر این است که این الکترودها درون محلول حاوی نقاط کوانتومی قرار داده می‌شود تا از طریق آن نقاط کوانتومی بین دو الکترود قرار گیرد. همان‌طور که پیش از این ذکر شد قرار گرفتن مستقیم نقاط کوانتومی میان دو الکترود به شدت روی استخراج بار از این سیستم تاثیرگذار است.

منبع : QD photodetector speeds up - nanotechweb.org