Sensoren die werken op basis van lichtimpulsen worden steeds belangrijker in de samenleving. Ze zijn eigenlijk overal om ons heen. Natuurlijk in digitale camera’s, maar ook in bijvoorbeeld auto’s (autonoom rijden), robots en de industrie.

Een factor die de opkomst van de lichtgevoelige sensoren afremt, is een gebrek aan halfgeleiders die zowel goedkoop als kwalitatief hoogwaardig zijn. De sensoren moeten vooral een breed scala aan golflengtes kunnen ontvangen. De Technisch Universiteit van Dresden heeft in samenwerking met het Helmholtz Zentrum een dergelijk materiaal gevonden. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het magazine Advanced Materials.

Wat de onderzoekers hebben ontwikkeld is een hybride materiaal dat past in de categorie van zogenoemde Metal-Organic Frameworks (MOF’s). Dat zijn poreuze materialen die voor 90% bestaan uit lege ruimte en tot dusver vooral gebruikt worden voor de opslag van gassen en voor het langzaam toedienen van medicijnen in het menselijk lichaam.

 

De metaallagen zijn nog te dik

“De aan de TU Dresden ontwikkelde verbinding bestaat uit een organisch materiaal met daarin ijzer-ionen”, legt Artur Erbe van het Helmholt Zentrum Dresden Rossendorf uit. “Het bijzondere aan dit materiaal is dat het bestaat uit op elkaar gestapelde lagen met halfgeleidende eigenschappen, wat het interessant maakt voor toepassingen in optische elektronica.”

Het materiaal is volgens de onderzoekers nog niet klaar voor commercieel gebruik. Om dit te realiseren moeten de lagen waaruit de organische metaalverbinding bestaat dunner worden gemaakt. “In het onderzoek werden 1,7-micron dikke MOF-lagen gebruikt om de fotodetector op te zetten. Voor integratie in componenten moeten deze nog veel dunner zijn”, aldus Erbe.

Het doel is om de op elkaar gestapelde lagen terug te brengen tot 70 nanometer, dus tot een 25e van waar de onderzoekers nu zitten. Als daarna kan worden aangetoond dat de functionaliteit behouden is gebleven, dan kan de verdere ontwikkeling beginnen totdat het materiaal klaar is voor productie.