Es por todos sabido que el grafeno cuenta con una gran cantidad de propiedades y aplicaciones en todo tipo de productos, siendo 5 veces más ligero que el aluminio, con una densidad similar a la de la fibra de carbono, y 200 veces más resistente que el acero. Además, sus propiedades lo hacen ideal para ser utilizado en circuitos integrados.
Cámaras con quantum dots y grafeno: una combinación con muchas aplicaciones
Gracias a estas propiedades del grafeno para la electrónica, se han conseguido crear transistores que hacían operar a procesadores a 26 GHz, así como superbaterías, cables con mayor velocidad de transferencia, pantallas flexibles, e incluso cámaras fotográficas más sensibles y mejores que las actuales.
Es en las cámaras donde se ha realizado el último invento. Científicos del Instituto Catalán de Ciencias Fotónicas (ICFO) ha desarrollado un sensor de imagen digital que puede captar la luz ultravioleta, infrarroja y la luz visible, todo al mismo tiempo. Para crear este sensor, han utilizado grafeno y quantum dots (puntos cuánticos).
Si cada uno de estos nanomateriales por separado tiene una gran cantidad de aplicaciones, utilizar ambos de manera conjunta hace que esta cantidad de aplicaciones se multiplique. Para crear el sistema híbrido que integrara ambos materiales, los científicos utilizaron quantum dots coloidales con un material llamado succinato de polibutileno (PBS), y los depositaron sobre una lámina de grafeno. Posteriormente, se depositó el sistema híbrido en una oblea de un sensor CMOS, a la cual se conectó el sensor de imagen y el circuito de lectura.
Una cámara que puede ver entre la luz ultravioleta, el espectro visible y la luz infrarroja
¿El resultado? Un sensor de alta resolución con enorme rango de sensibilidad, con rayos ultravioleta de 300 nm hasta los 2.000 nm de la luz infrarroja, pasando por todo el espectro intermedio, el cual incluye la luz visible. Esto supone la creación del primer sensor en la historia capaz de detectar luz entre un espectro tan amplio.
La sensibilidad de la cámara es tan buena, que los científicos fueran capaces de detectar el brillo de la atmósfera en una noche oscura gracias a la visión nocturna pasiva. Según afirma Gerasimos Konstantatos, co-autor del estudio, este tipo de fototransistor podría ser el camino para crear sensores altamente sensibles y baratos para obtener imágenes infrarrojas, en un mercado cuyos precios son elevados y los fabricantes buscan desesperadamente soluciones baratas.
Tradicionalmente, los sensores CMOS no se integran bien con otros semiconductores que no sean silicio, por lo que haberlo hecho funcionar con grafeno supone otro hito histórico para esta investigación. La creación del chip es barata gracias a que se puede fabricar a temperatura ambiente sin ningunas condiciones especiales, y su aplicación comercial podría estar más cerca de lo que creemos, en campos como cámaras de vigilancia, cámaras de móviles, sensores para coches, aplicaciones médicas, etc.
