OPTRONIQUE & infrarouge DOSSIER
L’ identification d’ alternatives viables aux films de semiconducteurs épitaxiés reste un défi dans les bandes spectrales comprises entre 1 et 5 µ m de longueur d’ onde. Le passage de la preuve de concept initiale de photoréponse infrarouge à un capteur entièrement intégré est souvent long et complexe. Les semiconducteurs organiques deviennent inefficaces au-delà d’ environ ≈1 µ m en raison d’ un couplage vibronique intense. Les matériaux bidimensionnels peuvent présenter des réponses infrarouges élevées grâce à des mobilités élevées et à un gain photoconducteur, mais ils se heurtent à des défis majeurs en matière de montée en échelle: le passage du pixel unique à la matrice. Les pérovskites halogénées sont actuellement limités à des semiconducteurs à large bande interdite, et les tentatives pour étendre leur réponse dans le proche infrarouge s’ accompagnent d’ une perte dramatique de stabilité. Dans ce contexte, les nanocristaux colloïdaux( NCs) émergent comme une alternative particulièrement prometteuse.
La motivation initiale des industriels pour les nanocristaux( NC) colloïdaux était leur utilisation comme sources de photons verts et rouges pour les écrans. Cette industrialisation a permis de démontrer la stabilité opérationnelle des NCs à long terme( plusieurs dizaines de milliers d’ heures) dans des produits grand public, même si, dans ce contexte, les NCs ne sont pas actifs électriquement. Au-delà de l’ émission de lumière, la large accordabilité spectrale des NCs permet une extension vers l’ infrarouge, tandis que leur synthèse à grande échelle et leur compatibilité avec des procédés en solution comme le spin-coating ou l’ impression par jet d’ encre simplifient les stratégies d’ intégration.
Dans cet article, nous abordons l’ intégration des NCs pour l’ imagerie infrarouge. Nous discutons des spécificités de ces matériaux colloïdaux et de leur processabilité, pour nous focaliser ensuite sur leur intégration dans des imageurs. Enfin, nous discutons des défis de leur intégration pour une optoélectronique infrarouge grand public.
Figure 1. Spectre électromagnétique du proche et moyen infrarouge et recouvrement avec des applications infrarouges, les technologies historiques de la détection infrarouge et les gammes spectrale des nanocristaux.
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