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Kurzfassung

Meist benötigen optische Sensoren eine externe Versorgungsspannung – nicht so der
neuartige skalierbarer Photodetektor der Universität Duisburg-Essen. Dieser Photodetektor kann mit Hilfe des MOCVD-Verfahrens auch auf Folienbasis prozessiert bzw. hergestellt werden.  Mögliche Anwendungen sind u.a. Implantate ohne Batterie für die Medizintechnik.

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Hintergrund

 

Photodetektoren oder optoelektronische Sensoren benötigen üblicherweise eine Betriebs- bzw. Versorgungsspannung: Nur so können sie dank des inneren photoelektrischen Effekts Licht in ein elektrisches Signal umwandeln.

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Bilder & Videos

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Lösung

Nicht so jedoch der selbstbetriebene Photodetektor der Universität Duisburg-Essen – er kommt ohne äußere Versorgungsspannung aus. Möglich macht das eine Heterostruktur aus zwei verschiedenen Übergangsmetall-Dichalkogeniden. Durch die unterschiedlichen chemischen Potentiale der beiden Materialien werden die durch das Licht erzeugten Ladungsträger getrennt. Die Heterostruktur wird zusätzlich in darüber und darunter liegende, speziell angepasste Loch- bzw. Elektronentransportschichten eingebettet, um die generierten Ladungsträger möglichst verlustfrei an die äußeren metallischen Kontakte abzuleiten. Für die Herstellung der nm-dicken ÜbergangsmetallDichalkogeniden wird ein MOCVD-Verfahren verwendet, welches aus der Halbleiterindustrie bekannt und großflächig skalierbar ist. Eine Prozessierung auf Folien ist ebenfalls möglich.

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Vorteile

• Keine externe Spannungsquelle erforderlich
• Energieautark
• Skalierbare Detektoren
• Verwendung des MOCVD-Verfahrens
• folientauglicher Herstellungsprozess

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Anwendungsbereiche

Vorteile bietet diese Erfindung unter anderem bei der Herstellung von optoelektronischen Sensoren, bei der aus konzeptionellen Gründen keine externe Spannungsquelle implementiert werden darf – dies ist etwa bei biokompatiblen optischen Sensoren in der Medizintechnik der Fall. Konzepte von selbstgetriebenen Photodetektoren ermöglichen es, die Bauelementgröße zu reduzieren, ebenso wie die Fabrikationskomplexität und damit einhergehend die Herstellungskosten. Durch den spannungsfreien Betrieb werden in situ sowie remote Anwendungen realisierbar, insb. im Bereich IoT.

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Service

Es wurde ein erster Prototyp hergestellt und vermessen – erste daran durchgeführte Funktionstests konnten die Vorteilhaftigkeit der Erfindung erfolgreich belegen. Eine Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt und weitere internationale Nachanmeldung sind im Prioritätsjahr möglich. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung sowie die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern an der Universität Duisburg-Essen an.