Cientistas usam grafeno para criar sensor de imagem com 900 pixels e espessura de um átomo

Com a descoberta do grafeno e suas propriedades, foi possível que cientistas descobrissem muitos outros materiais que também são capazes de formar filmes atômicos finos. 

Alguns desses materiais, como o grafeno, são compostos por um único elemento químico, enquanto outros são formados por vários produtos químicos que podem construir sua estrutura em uma camada de um ou mais átomos de espessura. A maioria desses novos materiais tem propriedades únicas. Embora o grafeno seja um excelente condutor de eletricidade, vários outros materiais são semicondutores. Além disso, suas propriedades podem ser alteradas dependendo de como as camadas de átomos estão localizadas na estrutura.

A maioria dos sensores de imagem (matrizes) em dispositivos modernos de foto e vídeo consiste em semicondutores de silício padrão fabricados com a tecnologia CMOS. Mas o que acontece se você substituir o silício por outro semicondutor? Nesse caso, os pesquisadores usaram dissulfeto de molibdênio, um material atomicamente fino que encontrou amplo uso em dispositivos experimentais.

A criação de uma nova matriz começou com o crescimento de um filme atômico de dissulfeto de molibdênio em um substrato de safira por deposição de vapor. Em seguida, foi removido da safira e transferido para uma superfície pré-preparada de dióxido de silício, na qual a fiação já havia sido gravada. Outro fio foi aplicado por cima. O resultado final desse processo é uma grade de 30 por 30 pixels, onde cada pixel é um microdispositivo composto por uma fonte e um eletrodo dreno conectados por uma camada de átomos de dissulfeto de molibdênio. A luz que incide na grade cria uma carga em cada um dos pixels, o que afeta a capacidade de transferir corrente entre os eletrodos de fonte e dreno. A diferença de resistência entre os pixels permite determinar o grau de iluminação e, assim, obter informações sobre a imagem.

Além disso, o novo tipo de matriz usa muito pouca energia para operar. Os pesquisadores estimam que menos de um picoJoule é consumido por pixel. Também é muito simples limpar a matriz de cargas aplicando uma forte tensão entre os eletrodos de fonte e dreno. Outra vantagem importante é a alta sensibilidade à luz e o baixo nível de ruído.