Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program – Ideation Fund

This project aims to develop new materials to enable low-cost, flexible and visibly transparent detection of near-infrared (NIR) light. Current detectors are high performance but are costly to fabricate and limited in form factor. Novel materials such as organic semiconductors or 2D materials have shown promise for NIR detection. In particular, there is a vast array of 2D materials with unique properties which enable fast and sensitive detectors. However, devices based on 2D materials tend to be limited in efficiency as a result of their weak absorption of light, and manufacturing high quality films of 2D materials from solution is challenging. Combining 2D materials with semiconducting polymers could lead to flexible, inexpensive devices. The 2D Materials and Electrochemical Devices lab at the University of Waterloo will collaborate with NRC and Brilliant Matters, a Quebec based company that specialises in organic electronic materials, in order to investigate the potential for these hybrid materials and deliver additively manufactured flexible, transparent NIR photodetectors. This will enable a transformative leap in applications, moving away from the cost and design limitations of expensive, rigid and opaque sensors.

Ce projet vise à mettre au point de nouveaux matériaux qui permettront une détection abordable, flexible et visiblement transparente de la lumière du proche infrarouge (NIR). Les détecteurs actuels sont très performants, mais leur fabrication est coûteuse et leur facteur de forme est limité. De nouveaux matériaux comme des semi-conducteurs organiques ou des matériaux 2D se sont avérés prometteurs pour la détection dans le proche infrarouge. En particulier, il existe une vaste gamme de matériaux 2D aux propriétés uniques qui permettent de fabriquer des détecteurs rapides et sensibles. Cependant, les dispositifs basés sur les matériaux 2D ont tendance à être limités en efficacité en raison de leur faible absorption de la lumière, et la fabrication de films de haute qualité de matériaux 2D à partir d’une solution est difficile. La combinaison de matériaux 2D avec des polymères semi-conducteurs pourrait mener à des dispositifs flexibles et abordables. Le laboratoire des matériaux 2D et des dispositifs électrochimiques de l’Université de Waterloo collaborera avec le CNRC et l’entreprise québécoise Brilliant Matters, spécialisée dans les matériaux électroniques organiques, afin d’étudier le potentiel de ces matériaux hybrides et de mettre au point des photodétecteurs NIR flexibles et transparents fabriqués de manière additive. Cela permettra de faire un bond en avant dans les applications, en s’affranchissant des limites de coût et de conception des capteurs coûteux, rigides et opaques.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

The Ideation Fund is intended to encourage, test and validate transformative research ideas generated by teams of NRC scientific personnel and external collaborators with complementary capabilities, acting as a demonstration phase for a continually-evolving suite of research and development (R&D) deliverables at the NRC. The fund supports exploratory research through two mechanisms: the New Beginnings Initiative and the Small Teams Initiative.

Le Fonds d’idéation vise à encourager, à mettre à l’essai et à valider les idées de recherche transformatrice des équipes scientifiques du CNRC et des collaborateurs externes dotés de capacités complémentaires. Il servira ainsi de plateforme de démonstration d’une série de produits livrables en matière de recherche-développement (R-D) en constante évolution au CNRC. Le Fonds appuie la recherche exploratoire au moyen de deux mécanismes : l’Initiative « Nouveaux débuts » et l’Initiative « Petites équipes ».