{"id":27088,"date":"2025-01-14T03:00:38","date_gmt":"2025-01-14T03:00:38","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=27088"},"modified":"2025-01-14T03:00:38","modified_gmt":"2025-01-14T03:00:38","slug":"el-kaist-crea-una-nueva-tecnologia-de-sensores-infrarrojos-para-mejorar-los-dispositivos-de-fotodiodos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=27088","title":{"rendered":"El KAIST crea una nueva tecnolog\u00eda de sensores infrarrojos para mejorar los dispositivos de fotodiodos"},"content":{"rendered":"
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En el campo de la tecnolog\u00eda de qubits cu\u00e1nticos, se han utilizado dispositivos de fotodiodos de avalancha que utilizan semiconductores cristalinos para asegurar el estado cu\u00e1ntico. Sin embargo, debido al alto ruido t\u00e9rmico, el funcionamiento criog\u00e9nico es esencial y se necesitan materiales con alta eficiencia de detecci\u00f3n en la banda infrarroja. Para solventar este inconveniente, un equipo de investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Corea (KAIST<\/a>) ha desarrollado una tecnolog\u00eda de amplificaci\u00f3n de electrones de avalancha, que puede generar 85 veces m\u00e1s electrones mediante la absorci\u00f3n de un \u00fanico fot\u00f3n infrarrojo utilizando puntos cu\u00e1nticos coloidales. Esto mejorar\u00eda las caracter\u00edsticas de los dispositivos de fotodiodos.<\/p>\n

\"Esquema.\"
El resultado de la investigaci\u00f3n es el desarrollo de una tecnolog\u00eda de ampliaci\u00f3n de electrones de avalancha, capaz de generar 85 veces m\u00e1s de electrones.<\/figcaption><\/figure>\n

Los fotodetectores infrarrojos desempe\u00f1an un papel clave en una variedad de aplicaciones que van desde los edificios inteligentes hasta la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, pero las tecnolog\u00edas existentes basadas en puntos cu\u00e1nticos se han visto limitadas por problemas de sensibilidad y ruido.<\/p>\n

Los puntos cu\u00e1nticos coloidales, nanopart\u00edculas semiconductoras sintetizadas qu\u00edmicamente, son semiconductores basados \u200b\u200ben soluciones que han llamado la atenci\u00f3n como candidatos pr\u00e1cticos para sensores infrarrojos. Tienen una estructura energ\u00e9tica diferente a la de los semiconductores cristalinos, lo que tiene la ventaja de suprimir la generaci\u00f3n de ruido t\u00e9rmico, pero tienen una baja movilidad de carga y una superficie de puntos cu\u00e1nticos.<\/p>\n

El equipo de investigaci\u00f3n aplic\u00f3 un fuerte campo el\u00e9ctrico para acelerar los electrones, obteniendo energ\u00eda cin\u00e9tica y generando una gran cantidad de electrones adicionales en puntos cu\u00e1nticos adyacentes.<\/p>\n

Uso de la luz infrarroja para estimular a los electrones<\/h2>\n

Cuando se aplica un campo el\u00e9ctrico alto, los defectos cargados dentro del material del punto cu\u00e1ntico reciben energ\u00eda a trav\u00e9s de colisiones con electrones de conducci\u00f3n, formando un estado excitado, que, posteriormente, se estabilizan energ\u00e9ticamente, generando electrones secundarios.<\/p>\n

Desde la perspectiva del dispositivo, se requiere un espesor de capa de puntos cu\u00e1nticos suficiente para que los electrones se aceleren lo suficiente y ganen energ\u00eda. En espesores inferiores a 540 nm, la estructura de la banda de energ\u00eda se adelgaza en la interfaz de la capa de \u00f3xido met\u00e1lico antes de que los electrones ganen suficiente energ\u00eda para la aceleraci\u00f3n. Esto provoca el efecto t\u00fanel de los electrones. Por lo tanto, s\u00f3lo se puede inducir una amplificaci\u00f3n electr\u00f3nica eficiente cuando se forma una capa de puntos cu\u00e1nticos suficiente de 540 nm o mayor.<\/p>\n

Como resultado, los investigadores desarrollaron un dispositivo que tiene una amplificaci\u00f3n de 85 veces la se\u00f1al cuando se irradia con luz infrarroja a temperatura ambiente y una sensibilidad de detecci\u00f3n de 1,4\u00d71014 Jones o superior. Esto demuestra una sensibilidad decenas de miles de veces superior a la de las gafas de visi\u00f3n nocturna habituales.<\/p>\n

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