ICFO 量子点涂在透明基底上，带有用于中红外探测的金触点
信用:ICFO 中到长波红外(5微米[μm])的光学传感在不同领域变得越来越重要，因为它被证明是环境监测、气体传感、热成像以及食品质量控制或制药行业应用的优秀工具
隐藏在这个非常丰富的光谱窗口中的信息量为多光谱甚至超光谱成像开辟了新的可能性
尽管有一些技术可以解决这些挑战，但它们非常复杂且昂贵
尽管将此类功能引入消费者市场有很强的市场需求，但这需要一种低成本、兼容互补金属氧化物半导体且不会带来严重监管问题的技术
PbS胶体量子点(CQDs)已经成为一种具有成本竞争力的高性能光电探测器技术，与CMOS技术兼容，最近被证明在短波红外(1-2 μm)范围内是成功的
然而，到目前为止，有一个基本的限制:这种量子点依赖于带间的光吸收(光子在材料的带隙上激发载流子)，因此这种技术可以操作的能量限制较低:材料的带隙
在最近发表在《纳米快报》上的一项研究中，由ICREA教授领导的ICFO研究人员伊戈·拉米罗、奥努尔·奥兹德米尔、索蒂里奥斯·赫里斯托多洛、术赤·古普塔、玛丽娜·达尔马塞斯、雅科博·托雷
现在，ICFO·杰拉斯莫斯·康斯坦塔托斯报道了一种胶体量子点光电探测器的研制，这种探测器能够探测5微米到10微米的长红外范围内的光，这是首次使用无汞材料制成的PbS量子点
在他们的实验中，研究人员使用了一种技术来对量子点进行稳定持久的电子掺杂
这种重掺杂方法使他们能够实现电子跃迁的新机制:他们发现了一种促进更高激发态跃迁的方法，称为子带间(或带内)跃迁，而不是依赖于材料带隙上的跃迁
通过实现这一点，他们能够通过吸收光子能量比以前低得多的中长波红外范围的光子来激发电子
他们还证明，这种探测器的光谱覆盖范围可以通过改变量子点的尺寸来调节，也就是说，量子点越大，在红外中的吸收就越大
本研究的结果显示了一种新颖且独特的材料平台，其基于覆盖宽范围光的重掺杂PbS CQDs，可以解决和解决当今光电检测器技术领域面临的挑战
这种新发现的长红外范围内的光吸收特性，加上低成本和成熟的CQD技术，可能会带来向极端宽带以及多光谱互补金属氧化物半导体兼容光电探测器的再进化
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