Un photodétecteur organique qui a le rythme dans la peau

17/06/21

Sciences et technologie 

Un photodétecteur organique extrêmement sensible dans le visible et le proche infrarouge a été développé par des chercheurs du Laboratoire de nanochimie de l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires, en collaboration avec l’Université Tsinghua et l’Université de Shenzhen (Chine). Une première application dans le domaine de la surveillance de la santé a été réalisée. Cette nouvelle technologie présente un intérêt particulier pour de nombreux domaines tels la détection de mouvement, le contrôle de la qualité de l’eau et des aliments, l’imagerie biomédicale ou encore la surveillance de la santé et de l’environnement. Ces résultats viennent de paraître dans la revue Nature Communications.

Les chercheurs de Strasbourg, Pékin et Shenzhen ont mis au point un phototransistor vertical constitué d’un réseau continu de nanofils de pérylène obtenu par ingénierie supramoléculaire pris en sandwich entre une électrode inférieure de graphène et une électrode supérieure d’or. L’astuce consiste à utiliser non pas une couche continue d’or pour l’électrode supérieure, mais un réseau de nanomailles, donnant à l’électrode d’or l’aspect d’une « carte perforée », ce qui permet d’obtenir un meilleur contact avec les nanofils ainsi qu’une transparence plus élevée grâce à la présence de nanotrous. Cette architecture unique conduit à d’excellentes propriétés électriques et optoélectroniques, notamment une ultrasensibilité sur une large gamme spectrale (du visible au proche infrarouge), surclassant ainsi les dispositifs à base de matériaux organiques complexes généralement utilisés pour la détection de lumière dans le proche infrarouge.

Comme preuve de concept, les chercheurs ont fabriqué un capteur permettant de mesurer le rythme cardiaque d’un patient en temps réel. Il suffit pour cela d’utiliser une source de lumière verte qui traverse le bout du doigt placé sur le phototransistor, ce dernier mesurant la lumière transmise. En raison de la variation du volume sanguin à chaque cycle cardiaque, le pouls du patient est extrait du courant mesuré dans le phototransistor.

Ces résultats constituent une avancée majeure pour les photodétecteurs ultrasensibles dans le proche infrarouge de prochaine génération et offrent des perspectives d’application dans de nombreux domaines.

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