pte20200409022 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Hybridmaterial wird zum neuen Fotodetektor

Metallorganische Verbindung aus Dresden für Anwendungen in der Optoelektronik dienlich


Schichten metallorganischer Gerüste für Fotodetektor (Bild: hzdr.de, Juniks)
Schichten metallorganischer Gerüste für Fotodetektor (Bild: hzdr.de, Juniks)

Dresden (pte022/09.04.2020/13:29) Ein am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) http://hzdr.de und der TU Dresden http://tu-dresden.de entwickeltes Hybridmaterial könnte zum effizienten Fotodetektor der Zukunft werden. Physik-Doktorandin Himani Arora hat nachgewiesen, dass sich eine metallorganische Verbindung (MOV) als Breitband-Fotodetektor verwenden lässt. Da es keine teuren Rohstoffe enthält, kann es in großen Mengen preisgünstig produziert werden.

Eingebaute Eisenionen

"Die an der TU Dresden entwickelte metallorganische Gerüstverbindung besteht aus einem organischen Material mit eingebauten Eisenionen", erklärt HZDR-Forscher Artur Erbe und ergänzt: "Besonders daran ist, dass das Gerüst übereinanderliegende Schichten mit halbleitenden Eigenschaften bildet, was es für potenzielle Anwendungen in der Optoelektronik interessant macht."

Das Ergebnis der Tests im Labor: Mit 400 bis 1575 Nanometer erfasst der Halbleiter einen breiten Wellenlängenbereich des Lichts. Das Spektrum reicht somit von der UV-Strahlung bis ins nahe Infrarot. "Wir haben hier zum ersten Mal eine solche breitbandige Fotoreaktion für einen vollständig auf MOF-Schichten basierenden Fotodetektor nachgewiesen. Das sind ideale Eigenschaften, um das Material als aktives Element in optoelektronischen Bauelementen zu nutzen", so Arora .

Leistung noch steigerbar

Durch Abkühlung des Detektors auf niedrigere Temperaturen lässt sich die Leistung noch verbessern, weil damit die thermische Anregung von Elektronen unterdrückt wird. Weitere Verbesserungen sind durch Optimierung der Bauteilkonfiguration, Herstellung zuverlässiger Kontakte und Weiterentwicklung des Materials möglich, sagen die Experten. Die Ergebnisse würden auf eine vielversprechende Zukunft für die MOF-basierte Fotodetektion hindeuten. Nächster Schritt sei die Skalierung der Schichtdicke. In der Studie wurden 1,7 Mikrometer dicke MOF-Filme beim Aufbau des Fotodetektors verwendet.

(Ende)
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