Cercetătorii au dezvoltat și au demonstrat noi fotodetectoare organice transparente care absorb lumină verde, care sunt foarte sensibile și compatibile cu metodele de fabricație CMOS. Încorporarea acestor noi fotodetectoare în senzori de imagine hibridi din silicon ar putea fi utilă pentru multe aplicații. Aceste aplicații includ monitorizarea ritmului cardiac bazat pe lumină, recunoașterea amprentei și dispozitivele care detectează prezența obiectelor din apropiere.
Indiferent dacă sunt folosiți în smartphone-uri sau camere științifice, cei mai mulți senzori de imagine de astăzi se bazează pe tehnologia CMOS și pe fotodetectori anorganici care convertesc semnalele luminoase în semnale electrice. Deși fotodetectoarele din materiale organice atrag atenția pentru că pot ajuta la îmbunătățirea sensibilității, până acum s-a dovedit dificilă fabricarea fotodetectorilor organici de înaltă performanță.
Cercetătorul co-conducător Sungjun Park, de la Universitatea Ajou din Coreea de Sud, a declarat: „Incorporarea fotodetectorilor organici în senzorii de imagine CMOS produși în masă necesită absorbanți organici de lumină care sunt ușor de fabricat la scară largă și capabili de recunoaștere a imaginilor vii pentru a produce imagini clare. la rate de cadre ridicate în întuneric. Am dezvoltat fotodiode organice transparente, sensibile la verde, care pot îndeplini aceste cerințe.”
Cercetătorii descriu noul fotodetector organic în revista Optica. Ei au creat, de asemenea, un senzor de imagine RGB hibrid prin suprapunerea unui fotodetector organic transparent care absoarbe verde pe o fotodiodă de siliciu cu filtre roșii și albastre.
Kyung-Bae Park, co-liderul echipei de cercetare de la Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) din Coreea de Sud, a declarat: „Mulțumită introducerii unui strat tampon organic hibrid, stratul organic de absorbție a luminii selectiv verde a folosit în acești senzori de imagine reduce foarte mult diafonia între diferiți pixeli de culoare, iar acest nou design ar putea face din fotodiodele organice de înaltă performanță o componentă majoră a modulelor de imagine și fotosenzorilor pentru o varietate de aplicații.”
Fotodetectoare organice mai practice
Majoritatea materialelor organice nu sunt potrivite pentru producția de masă din cauza sensibilității lor la temperatură. Fie nu pot rezista la temperaturile ridicate utilizate pentru post-tratare, fie devin instabile atunci când sunt utilizate la temperaturi moderate pentru perioade lungi de timp. Pentru a depăși această provocare, oamenii de știință s-au concentrat pe modificarea stratului tampon al fotodetectorului pentru a îmbunătăți stabilitatea, eficiența și detectarea. Detectabilitatea este o măsură a cât de bine un senzor poate detecta semnale slabe. „Am introdus o linie de cupru de baie (BCP): strat tampon hibrid C60 ca strat de transport de electroni, care conferă fotodetectorului organic proprietăți speciale, inclusiv eficiență mai mare și curent de întuneric extrem de scăzut, care reduce zgomotul”, spune Sungjun Park. Fotodetectorul poate fi plasat pe o fotodiodă de siliciu cu filtre roșii și albastre pentru a crea un senzor de imagine hibrid.
Cercetătorii arată că noul fotodetector prezintă rate de detecție comparabile cu cele ale fotodiodelor convenționale de siliciu. Detectorul a funcționat stabil timp de 2 ore la temperaturi peste 150 °C și a arătat stabilitate operațională pe termen lung timp de 30 de zile la 85 °C. Acești fotodetectori arată, de asemenea, performanțe bune de culoare.
În continuare, aceștia intenționează să personalizeze noi fotodetectori și senzori de imagine hibridi pentru o varietate de aplicații, cum ar fi senzori mobili și portabili (inclusiv senzori de imagine CMOS), senzori de proximitate și dispozitive de amprentă pe ecrane.
Ora postării: Iul-07-2023