Cercetătorii au dezvoltat și au demonstrat noi fotodetectoare organice care absorb lumina verde, care sunt extrem de sensibile și compatibile cu metodele de fabricație CMOS. Încorporarea acestor noi fotodetectoare în senzori de imagine hibride din silicon ar putea fi utilă pentru multe aplicații. Aceste aplicații includ monitorizarea ritmului cardiac bazată pe lumină, recunoașterea amprentelor și dispozitivele care detectează prezența obiectelor din apropiere.
Indiferent dacă sunt utilizate în smartphone -uri sau camere științifice, majoritatea senzorilor de imagistică se bazează astăzi pe tehnologia CMOS și fotodetectoare anorganice care transformă semnale de lumină în semnale electrice. Deși fotodetectoarele realizate din materiale organice atrag atenția, deoarece pot ajuta la îmbunătățirea sensibilității, s-a dovedit până acum dificil de fabricat fotodetectoare organice de înaltă performanță.
Cercetătorul co-conducere Sungjun Park, de la Universitatea Ajou din Coreea de Sud, a declarat: „Încorporarea fotodetectoarelor ecologice în senzori de imagine CMOS produse în masă necesită absorbtoare de lumină organică ușor de fabricat la scară largă și capabile de recunoaștere vie a imaginii vii pentru a produce imagini ascuțite la rate mari de cadru la întuneric. Am dezvoltat fotodiode organice transparente, sensibile la verde, care pot îndeplini aceste cerințe. ”
Cercetătorii descriu noul fotodetector organic din jurnalul Optica. De asemenea, au creat un senzor de imagistică RGB hibrid prin suprapunerea unui fotodetector organic care absorb verde transparent pe un fotodiod de siliciu cu filtre roșii și albastre.
Kyung-Bae Park, co-leader of the research team from the Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) in South Korea, said: “Thanks to the introduction of a hybrid organic buffer layer, the green-selective light-absorbing organic layer used in these image sensors greatly reduces crosstalk between different color pixels, and this new design could make high-performance organic photodiodes a major component of imaging module și fotosensori pentru o varietate de aplicații. ”
Mai multe fotodetectoare organice practice
Majoritatea materialelor organice nu sunt potrivite pentru producția în masă datorită sensibilității lor la temperatură. Fie nu pot rezista la temperaturile ridicate utilizate pentru post-tratament, fie să devină instabili 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 poate detecta semnale slabe. „Am introdus o linie de cupru de baie (BCP): strat tampon hibrid C60 ca strat de transport de electroni, care oferă proprietăților speciale fotodetector organice, inclusiv o eficiență mai mare și un curent întunecat extrem de scăzut, ceea ce reduce zgomotul”, spune Sungjun Park. Fotodetector poate fi plasat pe un fotodiod de siliciu cu filtre roșii și albastre pentru a crea un senzor de imagine hibrid.
Cercetătorii arată că noul fotodetector prezintă rate de detectare comparabile cu cele ale fotodiodelor convenționale de siliciu. Detectorul a funcționat stabil timp de 2 ore la temperaturi peste 150 ° C și a prezentat o stabilitate operațională pe termen lung timp de 30 de zile la 85 ° C. Aceste fotodetectoare prezintă, de asemenea, o performanță bună a culorilor.
În continuare, intenționează să personalizeze noi fotodetectoare și senzori de imagine hibride pentru o varietate de aplicații, cum ar fi senzori mobile și purtabili (inclusiv senzori de imagine CMOS), senzori de proximitate și dispozitive de amprentă pe afișaje.
Timpul post: 07-2023 iulie