INVESTIGACIÓN 66 Yongjie Wang manipulando una muestra de una solución de puntos cuánticos en el laboratorio del Instituto de Ciencias Fotónicas. / ICFO. “Estos dispositivos de laboratorio se operan mediante luz que incide desde la parte inferior. Para los CMOS formados por capas apiladas de puntos cuánticos, la luz se aplica de forma cenital, al ubicarse la parte electrónica del CMOS en la zona inferior”, comenta Yongjie Wang, investigador postdoctoral y primer autor del estudio, que añade: “Así que el primer reto que tuvimos que superar fue revertir la configuración de la entrada de luz del fotosensor, algo que en teoría parece simple pero que resultó ser una tarea compleja”. Inicialmente, el fotodiodo mostró un rendimiento bajo de detección de luz SWIR. Esto obligó a llevar a cabo un rediseño que incluyó la incorporación de una capa intermedia (buffer) en el corazón del dispositivo. Este ajuste mejoró significativamente el rendimiento del fotodetector (en rangos espectral y dinámico, ancho de banda y capacidad de detección a temperatura ambiente). “Hasta donde nosotros sabemos, los fotodiodos descritos en este trabajo representan por primera vez una solución procesada y no tóxica de fotodiodos SWIR que exhiben unos factores de mérito similares a las versiones desarrolladas con puntos cuánticos que contienen metales pesados”, explica Gerasimos Konstantatos, profesor ICREA del ICFO y coautor del estudio. “Estos resultados muestran que los puntos cuánticos de Ag2Te que hemos sintetizado son un material prometedor –subraya– que cumple con la directiva RoHS para desarrollar aplicaciones de fotodetección de luz SWIR de alto rendimiento y bajo coste”. Con el desarrollo exitoso de este fotodetector basado en puntos cuánticos libres de metales pesados, los investigadores dieron un paso más en su trabajo. Iniciaron la colaboración con la empresa Qurv para demostrar su potencial y se embarcaron en la construcción de una prueba de concepto de un sensor de imagen SWIR construido con puntos cuánticos no tóxicos y capaz de operar a temperatura ambiente. El equipo integró el fotodiodo construido con un CMOS sobre un circuito integrado de lectura digital (ROIC)
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