Détecteur infrarouge court par effet photothermique à l’aide de nano-batônnets d’or colloïdaux

Légende en français : (En haut à gauche) Schéma décrivant la structure d’un dispositif hybride nano-bâtonnets d’or (Au-NR)/thermistor. (En bas à gauche) La photorésistance des dispositifs Au-NR/thermistor fabriqués par différentes concentrations de solution Au NR. (Droite) Caractéristiques de photo-réponse dans le temps d’un dispositif hybride Au-NR/thermistor lors de l’exposition d’un éclairage monochromatique (λ de 1,0 à 1,8 µm). Les courbes grises avec des symboles ouverts représentent la photo-réponse d’un dispositif de contrôle sans Au NRs déposés.

La détection de lumière dans le domaine de l’infrarouge court (SWIR, entre 1 et 3 µm) est importante pour une vaste gamme d’applications, comme l’imagerie thermique, les télécommunications, la spectroscopie… Elle reste cependant difficile et souvent réalisée à l’aide de composés semi-conducteurs contenant des éléments fortement toxiques (plomb, mercure, arsenic…).
Dans ce travail, des chercheurs du LPEM proposent une approche alternative à faible coût reposant sur l’effet photo-thermique produit par des nano-bâtonnets d’or colloïdaux. Ces nanoparticules présentent une forte absorption due à une résonance plasmon avec sa valeur maximale réglable entre 900 et 1,3 µm. Les chercheurs ont déposé ces particules à la surface d’un thermistor. Lorsque ce dispositif est éclairé dans l’infrarouge court entre 1,0 et 1,8 µm en longueur d’onde, les nanoparticules d’or convertissent efficacement ce rayonnement en chaleur, qui est traduite par le thermistor par une baisse de sa résistance électrique. Ce nouveau type de dispositif offre une bonne photosensibilité et ouvre donc des perspectives intéressantes pour la photo-détection à bas coût dans l’infrarouge court.
Reference : Hengyang Xiang, Tingting Niu, Mathilde Schoenauer Sebag, Zhelu Hu, Xiangzhen Xu, Laurent Billot, Lionel Aigouy and Zhuoying Chen*, Small 2018, 1704013, DOI : 10.1002/smll.201704013.
Contact : zhuoying.chen (arobase) espci.fr

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