Nuevos fotodetectores orgánicos y miniaturizados que absorben luz más allá del rango visible

Un  estudio  liderado  por  la  Technische  Universität  Dresden,  en  el  que  ha participado  el  grupo  del  Dr.  Mariano  Campoy - Quiles  del  Instituto  de  Ciencia  de  Materiales  de  Barcelona (ICMAB - CSIC), consigue  desarrollar  fotodetectores  orgánicos  que  detectan  la  luz  por  debajo  de  su  banda  de absorción, con una alta eficiencia, de un modo ajustable y con una longitud de onda muy precisa del espectro electromagnético.

La  capa  activa  de  los  fotodetectores  está  formada  por  dos  tipos  de  moléculas  orgánicas  que  actúan simultáneamente, intercambiándose la carga eléctrica entre ellas. La absorción de la luz por estas moléculas, aunque  es  muy  débil,  puede  darse  en  un  amplio  rango  del  espectro  electromagnético,  desde  el  UV  hasta  el infrarrojo.

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Para ajustar la longitud de onda absorbida sólo hay que cambiar el grosor de la cavidad óptica. Si la absorción fuera muy intensa o muy amplia, no se podría cambiar con tanta precisión la frecuencia absorbida deseada.

Los  detectores  comerciales  actuales  inorgánicos  usan  la  absorción  entre  las  bandas  de  energía,  y  los orgánicos  usan  la  absorción  de  una  sola  molécula,  y  por  ello  son  más  difíciles  de sintetizar,  ocupan  mucho más volumen, y no pueden ajustarse a diferentes longitudes de onda. Gracias a este estudio, se consigue un fotodetector que no depende de la estructura química de las moléculas en sí, sino de la interacción entre las dos especies, y que se puede modular en función de la geometría del dispositivo.

Una posible aplicación de estos fotodetectores, y que aparece en el artículo, es un espectrofotómetro UV-Vis en  miniatura,  usado  como  un  detector  portátil.  Con  un  dispositivo  de  unos  pocos  centímetros  de
largo,  se consigue  el  mismo  objetivo  que  un  espectrofotómetro  UV-Vis  actual.  Otros  usos  potenciales  serían  en  el campo  de  la  electrónica  integrada,  en  aplicaciones  lab-on-a-chip,  en  colorimetría, o  en  sensores  térmicos, donde se requieren dispositivos mucho más pequeños y más portables que los actuales.

El  estudio,  financiado  por  el  Consejo  Europeo  de  Investigación  (ERC)  y  por  el  proyecto  Severo  Ochoa  del ICMAB, ha sido realizado por investigadores del ICMAB en colaboración con el Dresden Integrated Center for  Applied Physics and Photonic Materiales (IAPP) y el Institute for Applied Physics de la Technische Universität Dresden (Alemania) y con el Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (China). (Fuente: ICMAB/CSIC)