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(Noticias de Nanowerk) En una publicación reciente en la revista científica Materiales avanzados («Seguimiento preciso de la longitud de onda por mezcla de espín de exciton»), un equipo de físicos y químicos de la TU Dresden presenta un sensor orgánico de película delgada que describe una forma completamente nueva de determinar la longitud de onda de la luz y logra una resolución espectral de menos de uno nanómetro
Como componentes integrados, los sensores de película delgada podrían hacer que los espectrómetros externos sean superfluos en el futuro. La nueva tecnología ya ha sido patentada.
![sensor de película delgada](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61416_1.jpg)
La espectroscopia incluye un grupo de métodos experimentales que clasifican la radiación según una propiedad específica, p. B. longitud de onda o masa, descomponer. Se considera uno de los métodos de análisis más importantes en la investigación y la industria.
Los espectrómetros pueden determinar los colores (longitudes de onda) de las fuentes de luz y se utilizan como sensores en diversas aplicaciones, como la medicina, la ingeniería mecánica, la industria alimentaria y muchas más. Los instrumentos disponibles comercialmente suelen ser relativamente grandes y muy caros. Por lo general, se basan en el principio del prisma o rejilla: la luz se refracta y se asigna a la longitud de onda en función del ángulo de refracción.
En el Instituto de Física Aplicada (IAP) y el Centro Integrado de Física Aplicada y Materiales Fotónicos de Dresden (IAPP) de la TU Dresden, se han investigado durante años estos componentes de sensores basados en semiconductores orgánicos. Con las spin-offs Senorics y PRUUVE, ya se han desarrollado dos tecnologías hasta la madurez del mercado.
Investigadores del IAP e IAPP, en colaboración con el Instituto de Química Física, han desarrollado ahora un sensor de película delgada que describe una forma completamente nueva de determinar la longitud de onda de la luz y, debido a su pequeño tamaño y costo, tiene ventajas significativas sobre espectrómetros estándar.
El principio funcional de los nuevos sensores es el siguiente: la luz de una longitud de onda desconocida excita fósforos en una película delgada como una oblea. La película consiste en una mezcla de unidades de brillo prolongado (fosforescente) y de brillo corto (fluorescente) que absorben la luz de interés de diferentes maneras. La longitud de onda de la luz de entrada desconocida se puede deducir de la intensidad del resplandor.
«Usamos la física fundamental de los estados excitados en los fósforos», explica Anton Kirch, estudiante de doctorado en el IAP. «En tal sistema, la luz de diferentes longitudes de onda excita ciertas proporciones de tripletes de larga duración y estados de espín singulete de corta duración si la composición es correcta. Y revertimos esa dependencia. Al identificar las fracciones de espín con un fotodetector, podemos identificar las longitudes de onda de la luz». .
«La gran fortaleza de nuestra red de investigación aquí en Dresde son nuestros socios», dice el profesor Sebastian Reineke, quien coordinó el proyecto. «Junto con los grupos del Prof. Alexander Eychmüller de Química Física y Karl Leo, Profesor de Optoelectrónica, podemos llevar a cabo todos los pasos de fabricación y análisis nosotros mismos, desde la síntesis del material y el procesamiento de la película hasta la producción del detector orgánico. »
dr. Johannes Benduhn es líder del grupo de sensores orgánicos y células solares en el IAP: «Para ser honesto, me impresionó mucho que una lámina fotoactiva simple en combinación con un fotodetector pueda formar un dispositivo de tan alta resolución».
Con esta estrategia, los científicos han logrado una resolución espectral en el rango de los subnanómetros y han rastreado con éxito cambios sutiles en la longitud de onda de las fuentes de luz. Además de la caracterización de las fuentes de luz, los nuevos sensores también se pueden utilizar para proteger contra la falsificación: «Con los sensores pequeños y económicos, por ejemplo, los billetes o documentos se pueden comprobar de forma rápida y fiable en busca de ciertas características de seguridad y, por lo tanto, se puede determinar su autenticidad. determinarse sin necesidad de costosa tecnología de laboratorio», explica Anton Kirch.
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