Ingegneria funzionale ad effetto di campo nei fotorivelatori

I fotorivelatori sono componenti optoelettronici fondamentali per il rilevamento della luce in tempo reale nel monitoraggio ambientale nella navigazione autonoma e nella sanità intelligente. Questi sistemi richiedono elevata reattività rapidità di risposta basso rumore e basso consumo energetico nelle lunghezze d'onda dell'ultravioletto del visibile e del vicino infrarosso. I dispositivi convenzionali basati su semiconduttori bulk presentano limiti intrinseci come bandgap fissi bassa mobilità dei portatori elevata corrente oscura e scarsa adattabilità che limitano il rilevamento a banda larga e il controllo dinamico. I recenti progressi mirano a fotorivelatori multifunzionali e adattivi attraverso l'innovazione dei materiali e la modulazione multi-campo. L'integrazione di nanomateriali semiconduttori con campi meccanici elettrici o termici attraverso effetti piezoelettrici ferroelettrici e pirofotronici consente di regolare attivamente la generazione la separazione e il trasporto dei portatori migliorando la sensibilità e la risposta spettrale. Nel frattempo i nanofili i nanofogli e le eterostrutture di van der Waals forniscono proprietà elettronico-ottiche sintonizzabili elevati rapporti superficie/volume e interfacce ingegnerizzate supportando sistemi di fotorivelatori intelligenti altamente reattivi a banda larga e adatti all'ambiente.