Un team di ricerca della Shanghai Jiao Tong University, guidato dal professor Zai‑xing Yang, ha realizzato una nanoeterogiunzione innovativa, unendo nanofili di GaSb (antimonuro di gallio) e nanosheet di Bi₂O₂Se (ossido doppio di bismuto–selenio). Questa struttura di tipo II mostra un campo elettrico interno di circa 140 meV, sufficiente per generare energia elettrica senza necessità di una fonte esterna.
Performance dei dispositivi realizzati
I fotodetector autoalimentati basati su questa nanoeterogiunzione offrono:
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Correnti oscure ultrabasse (~ 0,07–0,08 pA), fattore chiave per elevata sensibilità.
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Rapporto luminanza/sensibilità notevole (I_light / I_dark = 82 e 182).
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Risposte ultraveloci ai segnali NIR (meno di 2 ms e 6 ms nei due formati studiati).
Questi valori li rendono idonei alla fotodetecting autonomo ad alte prestazioni, in contesti di imaging, monitoraggio ambientale o comunicazioni ottiche senza bisogno di alimentazione diretta.
Principi strutturali e innovazione tecnologica
La combinazione GaSb nanowires + Bi₂O₂Se nanosheets crea una struttura con caratteristiche complementari: l’accumulo della carica e il campo interno realizzato dalla giunzione favoriscono la separazione efficiente dei portatori di carica. L’approccio si inserisce nell’orizzonte crescente dei dispositivi optoelettronici self-powered, aprendo la strada a soluzioni miniaturizzate, flessibili e a bassissimo consumo.
Applicazioni nei sistemi avanzati di imaging e comunicazione
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Imaging nel vicino infrarosso: utile per analisi ambientali, medicali, di sicurezza e controllo industriale.
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Fotocomunicazioni NIR: adatte a sistemi wireless compatti, trasmettendo dati a bassa energia e grande rapidità.
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Applicazioni future: sensori distribuiti in dispositivi IoT, wearable ad alta efficienza, sistemi di bordo nei veicoli autonomi destinati all’analisi notturna o in condizioni di scarsa luminosità.
