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Solution-processed toxic metal-free alloy colloidal quantum dots for self-powered near-infrared photodetector application

Projektbeschreibung

Sicherere, erschwingliche Nahinfrarot-Detektoren für eine grünere Zukunft

Licht im Nahinfrarotbereich zu erkennen, ist für Anwendungen wie Umweltüberwachung, Nachtsicht und Fernbildgebung grundlegend wichtig. Die heute gebräuchlichen Nahinfrarot-Detektoren werden jedoch aus teuren, giftigen Materialien hergestellt, was ihren Einsatz in vielen Bereichen, auch in der Gesundheitsversorgung, einschränkt. Diese Materialien sind nicht nur kostspielig, sondern auch schädlich für die Umwelt und die Gesundheit des Menschen. Es gibt sicherere Alternativen, die sich aber noch in einem frühen Entwicklungsstadium befinden. Im Rahmen des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts SolProDet werden neue, sicherere Nahinfrarot-Detektoren auf der Basis von Silberchalkogenid-Quantenpunkten entwickelt. Das Projektteam konzentriert sich auf die Verbesserung dieser Materialien und die Auslegung optimierter Geräte mit dem Ziel, Nahinfrarot-Detektoren zu realisieren, die sowohl effektiv als auch umweltfreundlich sind.

Ziel

Self-powered near-infrared (NIR: 0.7–2.5 μm) deteSelf-powered near-infrared (NIR: 0.7–2.5 μm) detection technologies attract immense interest both from scientists and industry experts due to their vital applications in environmental monitoring, night vision, and imaging in remote locations. However, available conventional NIR photodetectors (PDs) are based on costly fabricated inorganic semiconductor materials or toxic heavy metal-containing quantum dots (QDs), which restrict their use in electronics and biomedical applications. Silver chalcogenide-based (Ag2E, E= S, Se, Te) QDs have recently joined as new promising toxic heavy metal-free materials for NIR detection, making them appealing from health and environmental safety perspectives. Nevertheless, the development of Ag2E-based NIR PDs is in its initial stage and far behind the commercially available devices due to the lack of protocols for device-relevant thin film fabrication with favourable device architecture.
In this project, we propose a novel approach to solve this issue, which consists of two strategies: (i) chemical synthesis of small Ag2E and MAgE alloyed QDs followed by thin film preparation with favourable legend and thickness, (ii) PD architecture with proper electrode and electrode distance. To achieve this, the first strategy will develop synthesis protocols to control the size of Ag2E QDs and optimize their absorption and electronic properties by ligand exchange for NIR PDs application with different metal electrodes and electrode distances. In the next stage, the potential metal alloy will be introduced into Ag2E QDs by cation exchange, followed by studying the optical and electrical properties to optimize the synthesis and thin film quality for self-powered NIR PDs. In the last stage, the work will concentrate on the optimization of photodiodes using the best-suited Ag2E and MAgE QDs and demonstrate the application potential and related extensive characterization of these devices for upscaling.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Koordinator

LEIBNIZ INSTITUT FUR FESTKORPER UND WERKSTOFFORSCHUNG DRESDEN EV
Netto-EU-Beitrag
€ 87 993,86
Adresse
HELMHOLTZSTRASSE 20
01069 Dresden
Deutschland
Region
Sachsen Dresden Dresden, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Beteiligte (1)