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P5. Sensores de imagen de infrarrojo basados en puntos cuánticos de semiconductores sin plomo

Este proyecto aborda la formación avanzada de un investigador en el ámbito de los sensores de imagen infrarroja y, al mismo tiempo, impulsa el desarrollo de nuevas tecnologías para la detección en la región NIR-SWIR. Mediante el diseño de fotodiodos p-i-n integrables en circuitos CMOS y la exploración de materiales alternativos libres de plomo y mercurio, la iniciativa busca crear sensores más seguros, eficientes y compatibles con aplicaciones biomédicas, de inspección, vigilancia y observación científica.
Acrónimo

P5

Código referencia

TSI-069100-2023-0012

Descripción

Este proyecto contiene dos acciones primordiales, por un lado, la formación de un investigador especializado en el campo de los sensores de imagen infrarroja para aplicaciones biomédicas, de inspección, vigilancia, astronomía, imagen aérea/satélite, etc. La segunda acción consistirá en la investigación industrial relativa al desarrollo de tales sensores de imagen, que se basarán en fotodiodos p-i-n con sensibilidad en la región espectral del infrarrojo 1.2-1.6 μm, los cuales se integrarán en un circuito integrado de lectura (ROIC) basado en tecnología CMOS de silicio.

En dicha región espectral, los semiconductores IV-VI, como PbS, PbSe y PbTe (así como los basados en mercurio) en forma de puntos cuánticos (QDs), son los materiales de referencia más usados hasta la fecha. Los QDs se definen por el confinamiento cuántico por tamaño al reducir éste por debajo del radio de Bohr excitónico del semiconductor masivo.

Los QDs coloidales se pueden obtener fácilmente mediante química húmeda utilizando el método de inyección en caliente con propiedades ópticas razonablemente buenas para aplicaciones optoelectrónicas. Sin embargo, los QDs de los semiconductores aludidos contienen plomo o mercurio, que son elementos tóxicos y, por tanto, no está permitido para aplicaciones biomédicas, optoelectrónicas y de electrónica de consumo.

Por este motivo, el segundo objetivo importante del presente proyecto será el uso de semiconductores I-VI (Ag2S, Ag2Se, Ag2Te) y III-V (InAs, InAsP, InAs/InP) como alternativa a los QDs basados en Pb para la Fabricación de fotodiodos de heterounión p-i-n, que posteriormente se integrarán en un ROIC de silicio, como base para la fabricación de sensores de imagen NIR-SWIR eficientes en la región infrarroja de longitudes de onda de 1.2-1.6 μm.

Desarrolla el proyecto
Instituto Universitario de Ciencia de los Materiales (ICMUV)
Palabras clave

infrarrojos, semiconductores sin plomo

Investigadores principales:
  • Martinez Pastor, Juan Pascual
  • PDI-Catedratic/a d'Universitat
  • Director/a d' Institut Universitari
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Fecha de inicio
2023 Septiembre
Fecha de fin
2027 Junio
Entidades financiadoras:

Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, Plan de recuperación, transformación y resiliencia de la Unión Europea, «Unión Europea - NextGenerationEU»

Subvención concedida por el Ministerio para la Transformación digital y de la Función Pública para la creación de cátedras universidad-empresa (Cátedras Chip)

Subvención en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia Europeo, financiado por la UE, NextGenerationEU.

Proyecto financiado por la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones e Infraestructuras Digitales. Referencia TS-069100-2023-0012.

Entidades colaboradoras:

ams-OSRAM INTERNATIONAL GMBH

Tipo proyecto
  • UE - NextGenerationEU