Pesquisadores da Universidade de Turku, na Finlândia, apresentaram um fotodiodo orgânico infravermelho ultrafino com sensibilidade recorde, abrindo caminho para sensores compactos e de baixo consumo voltados a aplicações médicas, ambientais e dispositivos vestíveis.
O dispositivo foi detalhado em 6 de novembro de 2025 na revista Advanced Optical Materials, no artigo “Polaritons in NonFullerene Acceptors for High Responsivity Angle-Independent Organic Narrowband Infrared Photodiodes”.
Detectores infravermelhos convertem a radiação térmica — luz invisível ao olho humano — em sinais elétricos ou imagens. A maioria dos sensores atuais utiliza materiais inorgânicos, que oferecem desempenho elevado, mas demandam processos de fabricação caros e complexos. Soluções orgânicas, baseadas em carbono, são mais leves, baratas e facilmente ajustáveis, porém costumam exigir filmes espessos ou filtros externos, o que aumenta o volume do equipamento e provoca variação de cor quando a luz incide em ângulos diferentes.
Para contornar essas limitações, a equipe finlandesa empregou polaritons — estados híbridos de luz e matéria formados dentro de uma microcavidade óptica. O forte acoplamento exciton-fóton achatou a dispersão do modo polaritônico, mantendo a seletividade de cor em amplos ângulos de visão com uma camada ativa extremamente fina.
O fotodiodo combina um aceitador não-fullereno com um material ativo em uma arquitetura compacta do tipo Fabry-Pérot. Medidas ópticas e elétricas angulares, além de análise por oscilador acoplado, confirmaram que o dispositivo oferece banda de detecção estreita, alta responsividade sem necessidade de filtros adicionais, resposta ultrarrápida e detectividade comparável às melhores abordagens orgânicas, estabelecendo um novo patamar para fotodiodos infravermelhos estreitos.
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“Demonstramos que a engenharia polaritônica não é apenas um conceito de física fundamental, mas uma solução prática para desafios reais de dispositivos, como estabilidade de cor angular e sensibilidade em arquiteturas realmente finas”, afirmou o autor principal Ahmed Gaber Abdelmagid. O pesquisador sênior Konstantinos Daskalakis acrescentou que, ao ajustar molecularmente os aceitadores não-fullereno, a mesma estratégia pode ser ampliada do visível ao infravermelho, viabilizando sensores leves e de baixo consumo para smartphones, wearables, espectrômetros portáteis em diagnósticos de bancada e módulos eficientes para plataformas autônomas, sem filtros volumosos nem absorvedores espessos.
Com informações de Nanowerk
