Pētnieki ir izstrādājuši un demonstrējuši jaunus zaļo gaismu absorbējošus caurspīdīgus organiskos fotodetektorus, kas ir ļoti jutīgi un saderīgi ar CMOS ražošanas metodēm. Šo jauno fotodetektoru iekļaušana silikona hibrīda attēla sensoros varētu būt noderīga daudziem lietojumiem. Šīs lietojumprogrammas ietver uz gaismu balstītu sirdsdarbības ātrumu, pirkstu nospiedumu atpazīšanu un ierīces, kas nosaka tuvumā esošu objektu klātbūtni.
Neatkarīgi no tā, vai tos izmanto viedtālruņos vai zinātniskās kamerās, lielākā daļa attēlveidošanas sensoru mūsdienās ir balstīti uz CMOS tehnoloģiju un neorganiskiem fotodetektoriem, kas pārvērš gaismas signālus elektriskos signālos. Lai gan fotodetektori, kas izgatavoti no organiskiem materiāliem, piesaista uzmanību, jo tie var palīdzēt uzlabot jutību, līdz šim ir izrādījies grūti ražot augstas veiktspējas organiskos fotodetektorus.
Līdzvadošais pētnieks Sungjun Park no Ajou universitātes Dienvidkorejā sacīja: "Organisko fotodetektoru iekļaušanai masveidā ražotos CMOS attēla sensoros ir nepieciešami organiski gaismas absorbētāji, kurus ir viegli ražot lielā mērogā un kas spēj atpazīt spilgtu attēlu, lai radītu asus attēlus. ar lielu kadru ātrumu tumsā. Mēs esam izstrādājuši caurspīdīgas, zaļā krāsā jutīgas organiskās fotodiodes, kas atbilst šīm prasībām.
Pētnieki apraksta jauno organisko fotodetektoru žurnālā Optica. Viņi arī izveidoja hibrīdu RGB attēlveidošanas sensoru, uzliekot caurspīdīgu zaļu absorbējošu organisko fotodetektoru uz silīcija fotodiodes ar sarkaniem un ziliem filtriem.
Kyung-Bae Park, Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) Dienvidkorejas pētnieku grupas līdzvadītājs, sacīja: "Pateicoties hibrīda organiskā bufera slāņa ieviešanai, tika izmantots zaļi selektīvais gaismu absorbējošais organiskais slānis. šajos attēla sensoros ievērojami samazina šķērsrunu starp dažādiem krāsu pikseļiem, un šis jaunais dizains var padarīt augstas veiktspējas organiskās fotodiodes par galveno attēlveidošanas moduļu un fotosensoru sastāvdaļu dažādiem lietojumiem.
Praktiskāki organiskie fotodetektori
Lielākā daļa organisko materiālu nav piemēroti masveida ražošanai to jutīguma pret temperatūru dēļ. Tie vai nu nevar izturēt augstās temperatūras, ko izmanto pēcapstrādē, vai arī kļūst nestabili, ilgstoši lietojot mērenā temperatūrā. Lai pārvarētu šo izaicinājumu, zinātnieki ir koncentrējušies uz fotodetektora bufera slāņa modificēšanu, lai uzlabotu stabilitāti, efektivitāti un noteikšanu. Nosakāmība ir mērs, cik labi sensors var noteikt vājus signālus. "Mēs ieviesām vannas vara līniju (BCP): C60 hibrīda bufera slānis kā elektronu transportēšanas slāni, kas piešķir organiskajam fotodetektoram īpašas īpašības, tostarp augstāku efektivitāti un ārkārtīgi zemu tumšo strāvu, kas samazina troksni," saka Sungjun Park. Fotodetektoru var novietot uz silīcija fotodiodes ar sarkaniem un ziliem filtriem, lai izveidotu hibrīda attēla sensoru.
Pētnieki rāda, ka jaunajam fotodetektoram ir salīdzināmi noteikšanas rādītāji ar parastajām silīcija fotodiodēm. Detektors darbojās stabili 2 stundas temperatūrā virs 150 ° C un uzrādīja ilgtermiņa darbības stabilitāti 30 dienas 85 ° C temperatūrā. Šie fotodetektori arī parāda labu krāsu veiktspēju.
Pēc tam viņi plāno pielāgot jaunus fotodetektorus un hibrīda attēla sensorus dažādām lietojumprogrammām, piemēram, mobilajiem un valkājamajiem sensoriem (tostarp CMOS attēla sensoriem), tuvuma sensoriem un pirkstu nospiedumu ierīcēm displejos.
Publicēšanas laiks: 07.07.2023