Naukowcy opracowali i wykazali nowe, przezroczyste fotodetektory organiczne, które są bardzo wrażliwe i kompatybilne z metodami produkcji CMOS. Włączenie tych nowych fotodetektorów do hybrydowych czujników obrazu silikonowego może być przydatne w wielu zastosowaniach. Zastosowania te obejmują światło monitorowanie tętna, rozpoznawanie odcisków palców i urządzenia, które wykrywają obecność pobliskich obiektów.
Niezależnie od tego, czy jest stosowany w smartfonach, czy w kamerach naukowych, większość czujników obrazowania opiera się obecnie na technologii CMOS i fotodetektorach nieorganicznych, które przekształcają sygnały światła na sygnały elektryczne. Chociaż fotodetektory wykonane z materiałów organicznych przyciągają uwagę, ponieważ mogą pomóc w poprawie wrażliwości, jak dotąd okazało się trudne do wyprodukowania wysokowydajnych fotodetektorów organicznych.
Współprzewodniczący badacz Sungjun Park z Uniwersytetu Ajou w Korei Południowej powiedział: „Włączenie organicznych fotodetektorów do masowo produkowanych czujników obrazu CMOS wymaga organicznych pochłaniaczy, które są łatwe do produkcji na dużą skalę i zdolne do żywego rozpoznawania obrazu w celu uzyskania ostrych obrazów z dużymi prędkościami w ciemności. Opracowaliśmy przezroczyste, wrażliwe na zielone fotodiody organiczne, które mogą spełniać te wymagania. ”
Naukowcy opisują nowy fotodetektor organiczny w czasopiśmie Optica. Stworzyli także hybrydowy czujnik obrazowania RGB, nałożając przezroczysty zielony absorbujący fotodetektor organiczny na fotodiodę silikonową z czerwonymi i niebieskimi filtrami.
Kyung-Bae Park, współprzewodniczący zespołu badawczego z Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) w Korei Południowej, powiedział: „Dzięki wprowadzeniu hybrydowej warstwy bufora organicznego i ten nowy projekt organiczny, a także o dużej prognozującej warstwie organicznej używanej w tych czujnikach obrazu bardzo redukuje i FotouSensors do różnych aplikacji. ”
Bardziej praktyczne fotodetektory organiczne
Większość materiałów organicznych nie nadaje się do produkcji masowej ze względu na ich wrażliwość na temperaturę. Nie mogą wytrzymać wysokich temperatur stosowanych do leczenia lub stać się niestabilne, gdy są stosowane w umiarkowanych temperaturach przez długi czas. Aby przezwyciężyć to wyzwanie, naukowcy skupili się na modyfikowaniu warstwy bufora fotodetektora w celu poprawy stabilności, wydajności i wykrywania. Wykrywalność jest miarą tego, jak dobrze czujnik może wykryć słabe sygnały. „Wprowadziliśmy hybrydową warstwę buforu do kąpieli (BCP): hybrydowa warstwa buforu C60 jako warstwa transportu elektronów, która zapewnia organicznemu fotodetektorowi specjalne właściwości, w tym wyższą wydajność i wyjątkowo niski prąd ciemny, który zmniejsza hałas”, mówi Sungjun Park. Fotodetektor można umieścić na silikonowym fotodiodzie z czerwonymi i niebieskimi filtrami, aby utworzyć hybrydowy czujnik obrazu.
Naukowcy pokazują, że nowy fotodetektor wykazuje wskaźniki wykrywania porównywalne z wskaźnikami konwencjonalnych fotodiod krzemowych. Detektor działał stabilnie przez 2 godziny w temperaturach powyżej 150 ° C i wykazywał długoterminową stabilność operacyjną przez 30 dni w 85 ° C. Te fotodetektory wykazują również dobrą wydajność kolorów.
Następnie planują dostosować nowe fotodetektory i hybrydowe czujniki obrazu dla różnych aplikacji, takich jak czujniki mobilne i noszenia (w tym czujniki obrazu CMOS), czujniki zbliżeniowe i urządzenia odcisków palców na wyświetlaczach.
Czas po: 07-2023 lipca