Super-Farbsensor nutzt die Kraft der Perowskite

Farbenspiel: Neuer Sensor bietet bisher unerreichte Farbtreue. Bild: empa.ch

Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben einen Sensorprototypen entwickelt, der das Licht nahezu ideal absorbiert - jedoch erst noch günstig herzustellen ist. Der neue Sensor besteht aus drei verschiedenen Arten von Perowskiten - einem halbleitenden Materialtyp, der dank seinen herausragenden elektrische Eigenschaften und seiner guten optischen Absorptionsfähigkeit seit einigen Jahren immer größere Bedeutung findet, etwa bei der Entwicklung neuer Solarzellen.

Farbsensor nur ein Pixel groß

Je nach Zusammensetzung dieser Perowskite können sie etwa einen Teilbereich des Lichtspektrums absorbieren, für den restlichen Bereich aber durchsichtig wirken. Dieses Prinzip haben Forscher der Empa in Kooperation mit Kollegen der ETH Zürich für sich genutzt. Sie bauten einen Farbsensor von der Größe eines Pixels. Ihnen gelang es, damit sowohl einfache eindimensionale als auch realistischere zweidimensionale Bilder zu reproduzieren - und zwar mit einer enorm hohen Farbtreue.

Die Vorteile des Ansatzes: Die Absorptionsspektren sind klar getrennt - die Farberkennung ist also massiv präziser als bei Silizium. Zudem sind die Absorptionskoeffizienten insbesondere für die Lichtanteile mit höheren Wellenlängen (grün und rot) bei den Perowskiten viel höher als bei Silizium. Dadurch können die Schichten deutlich kleiner gefertigt werden, was wiederum kleinere Pixelgrössen ermöglicht. Dies ist bei gewöhnlichen Kamerasensoren nicht entscheidend; für andere Analysetechnologien, etwa in der Spektroskopie, könnte dies jedoch eine erheblich höhere räumliche Auflösung ermöglichen.

Quelle: www.pressetext.com/Florian Fügemann