Novel thin-film silicon photodetectors for biosensing

Biossensores são dispositivos capazes de identificar ocorrências biológicas numa amostra, convertendo um sinal resultante num sinal elétrico que pode ser quantificado. Em particular, os fotodetetores de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) são pertinentes para integração numa plataforma lab-on-a-chip projetada para deteção optoelectrónica.

Este trabalho teve como foco o desenvolvimento de um novo fotodetector de a-Si:H com base numa junção p-i-n lateral, para aplicações posteriores de biodeteção. Esta estrutura contrasta com o fotodíodo padrão, que é composto por uma junção p-i-n perpendicular. A microfabricação do dispositivo foi realizada em ambiente de sala limpa e foi alcançado um processo otimizado após duas gerações de dispositivos.

O novo dispositivo foi caracterizado quanto às suas principais características: fotocorrente e corrente negra-tensão, com menção dos mecanismos de condução no escuro; eficiência quântica externa em função do comprimento de onda incidente; e fotocorrente em funcão do fluxo de fotões. Foi observada retificação nestes dispositivos, apesar de tenderem para a atuação como um fotodíodo sob polarização reversa e como um detetor fotocondutor sob polarização direta.