Een nieuw prototype van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft aangetoond hoe kleine fotodetectoren hun efficiëntie kunnen verdubbelen. De fotodetectoren, gemaakt van een nieuw materiaal genaamd zwarte fosfor, kunnen licht omzetten in elektriciteit met een efficiëntie van meer dan 80%. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de huidige stand van de techniek, die ongeveer 40% bedraagt.

De nieuwe fotodetectoren zijn gemaakt van een enkele laag zwarte fosfor, een tweedimensionaal materiaal. Dit materiaal heeft een unieke elektronische structuur waardoor het licht zeer efficiënt kan absorberen. Bovendien is zwarte fosfor een zeer dun materiaal, waardoor het in allerlei apparaten kan worden geïntegreerd.

De onderzoekers zijn van mening dat hun nieuwe fotodetectoren in een verscheidenheid aan toepassingen kunnen worden gebruikt, zoals zonnecellen, optische communicatie en beeldvorming. Ze hopen ook dat de technologie kan worden gebruikt om nieuwe soorten sensoren en detectoren te ontwikkelen.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Nanotechnology.

Hoe de fotodetectoren werken

De fotodetectoren werken door licht te absorberen en vervolgens om te zetten in elektriciteit. Het licht wordt geabsorbeerd door de zwarte fosfor, waardoor er een elektrische stroom ontstaat. De stroom wordt vervolgens versterkt en naar een extern circuit gestuurd.

De efficiëntie van de fotodetectoren wordt bepaald door hoeveel licht wordt geabsorbeerd en hoeveel van het geabsorbeerde licht wordt omgezet in elektriciteit. De nieuwe fotodetectoren kunnen een grote hoeveelheid licht absorberen en zetten bovendien een groot deel van het geabsorbeerde licht om in elektriciteit. Dit resulteert in een hoog rendement van ruim 80%.

Toepassingen van de fotodetectoren

De nieuwe fotodetectoren kunnen in verschillende toepassingen worden gebruikt, zoals:

* Zonnecellen:de fotodetectoren kunnen worden gebruikt om zonlicht om te zetten in elektriciteit. Dit kan worden gebruikt om een ​​verscheidenheid aan apparaten van stroom te voorzien, zoals smartphones, laptops en elektrische auto's.

* Optische communicatie:De fotodetectoren kunnen worden gebruikt om lichtsignalen te detecteren die worden gebruikt bij optische communicatie. Dit zou de snelheid en betrouwbaarheid van optische communicatienetwerken kunnen verbeteren.

* Beeldvorming:de fotodetectoren kunnen worden gebruikt om beelden vast te leggen onder verschillende lichtomstandigheden. Dit kan worden gebruikt voor toepassingen zoals medische beeldvorming, beveiliging en bewaking.

De onderzoekers hebben goede hoop dat hun nieuwe fotodetectoren tot nieuwe en innovatieve toepassingen kunnen leiden. Ze geloven dat de technologie het potentieel heeft om een ​​revolutie teweeg te brengen in de manier waarop we met licht omgaan.