A kutatók új zöld fényelnyelő átlátszó szerves fotodetektorokat fejlesztettek ki és mutattak be, amelyek rendkívül érzékenyek és kompatibilisek a CMOS gyártási módszerekkel. Ezeknek az új fotodetektoroknak a szilikon hibrid képérzékelőkbe való beépítése számos alkalmazáshoz hasznos lehet. Ezek az alkalmazások közé tartozik a fényalapú pulzusfigyelés, az ujjlenyomat-felismerés és a közeli tárgyak jelenlétét észlelő eszközök.
Akár okostelefonokban, akár tudományos kamerákban használják, a legtöbb képalkotó érzékelő manapság CMOS technológián és szervetlen fotodetektorokon alapul, amelyek a fényjeleket elektromos jelekké alakítják. Bár a szerves anyagokból készült fotodetektorok felkeltik a figyelmet, mert segíthetnek javítani az érzékenységen, eddig nehéznek bizonyult a nagy teljesítményű szerves fotodetektorok gyártása.
A dél-koreai Ajou Egyetem kutatótársa, Sungjun Park elmondta: „A szerves fotodetektorok sorozatgyártású CMOS képérzékelőkbe való beépítéséhez olyan szerves fényelnyelőkre van szükség, amelyeket könnyű nagy méretben gyártani, és amelyek képesek élénk képfelismerésre, hogy éles képeket hozzanak létre. nagy képsebességgel sötétben. Átlátszó, zöldre érzékeny szerves fotodiódákat fejlesztettünk ki, amelyek megfelelnek ezeknek a követelményeknek.”
A kutatók az Optica folyóiratban ismertetik az új szerves fotodetektort. Egy hibrid RGB képalkotó szenzort is létrehoztak oly módon, hogy egy átlátszó, zöldelnyelő szerves fotodetektort egy szilícium fotodiódára helyeztek piros és kék szűrőkkel.
Kyung-Bae Park, a dél-koreai Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) kutatócsoportjának társvezetője elmondta: „A hibrid szerves pufferréteg bevezetésének köszönhetően a zöld-szelektív fényelnyelő szerves réteget használtuk. ezekben a képérzékelőkben nagymértékben csökkenti a különböző színű pixelek közötti áthallást, és ez az új kialakítás a nagy teljesítményű szerves fotodiódákat a képalkotó modulok és fotoszenzorok fő alkotóelemévé teheti számos alkalmazáshoz.”
Praktikusabb szerves fotodetektorok
A legtöbb szerves anyag nem alkalmas tömeggyártásra a hőmérsékletre való érzékenysége miatt. Vagy nem bírják az utókezeléshez használt magas hőmérsékletet, vagy instabillá válnak, ha hosszú ideig mérsékelt hőmérsékleten használják. Ennek a kihívásnak a leküzdése érdekében a tudósok a fotodetektor pufferrétegének módosítására összpontosítottak a stabilitás, a hatékonyság és az észlelés javítása érdekében. Az észlelhetőség annak mértéke, hogy az érzékelő mennyire képes észlelni a gyenge jeleket. „Bevezettünk egy fürdőréz vonalat (BCP): C60 hibrid pufferréteget elektrontranszport rétegként, amely különleges tulajdonságokat ad a szerves fotodetektornak, beleértve a nagyobb hatékonyságot és a rendkívül alacsony sötétáramot, ami csökkenti a zajt” – mondja Sungjun Park. A fotodetektort piros és kék szűrőkkel ellátott szilícium fotodiódára helyezve hibrid képérzékelőt lehet létrehozni.
A kutatók kimutatták, hogy az új fotodetektor a hagyományos szilícium fotodiódákhoz hasonló észlelési sebességet mutat. A detektor 2 órán keresztül stabilan működött 150 °C feletti hőmérsékleten, és hosszú távú működési stabilitást mutatott 30 napig 85 °C-on. Ezek a fotodetektorok is jó színteljesítményt mutatnak.
Ezt követően új fotodetektorok és hibrid képérzékelők testreszabását tervezik különféle alkalmazásokhoz, például mobil és hordható érzékelőkhöz (beleértve a CMOS képérzékelőket), közelségérzékelőket és ujjlenyomat-eszközöket a kijelzőkön.
Feladás időpontja: 2023.07.07