Օրգանական ֆոտոդետեկտորների վերջին հետազոտության արդյունքները

Հետազոտողները մշակել և ցուցադրել են նոր կանաչ լույսը կլանող թափանցիկ օրգանական ֆոտոդետեկտորներ, որոնք շատ զգայուն են և համատեղելի CMOS-ի արտադրության մեթոդների հետ: Այս նոր ֆոտոդետեկտորները սիլիկոնային հիբրիդային պատկերի սենսորների մեջ ներառելը կարող է օգտակար լինել բազմաթիվ ծրագրերի համար: Այս հավելվածները ներառում են լույսի վրա հիմնված սրտի զարկերի մոնիտորինգ, մատնահետքի ճանաչում և սարքեր, որոնք հայտնաբերում են մոտակայքում գտնվող առարկաների առկայությունը:

Անկախ նրանից, թե դրանք օգտագործվում են սմարթֆոններում կամ գիտական ​​տեսախցիկներում, այսօր պատկերային սենսորների մեծ մասը հիմնված է CMOS տեխնոլոգիայի և անօրգանական ֆոտոդետեկտորների վրա, որոնք լուսային ազդանշանները վերածում են էլեկտրական ազդանշանների: Թեև օրգանական նյութերից պատրաստված ֆոտոդետեկտորները ուշադրություն են գրավում, քանի որ դրանք կարող են օգնել բարելավել զգայունությունը, մինչ այժմ դժվար է եղել բարձր արդյունավետությամբ օրգանական ֆոտոդետեկտորներ արտադրել:

Հարավային Կորեայի Աջու համալսարանի համահեղինակ հետազոտող Սունջուն Պարկը ասում է. «Օրգանական ֆոտոդետեկտորները զանգվածային արտադրության CMOS պատկերի սենսորների մեջ ներառում են օրգանական լույսի կլանիչներ, որոնք հեշտ են արտադրվում մեծ մասշտաբով և ունակ են վառ պատկերի ճանաչման՝ հստակ պատկերներ ստանալու համար։ բարձր կադրերի արագությամբ մթության մեջ: Մենք մշակել ենք թափանցիկ, կանաչ զգայուն օրգանական ֆոտոդիոդներ, որոնք կարող են բավարարել այս պահանջները»:

Հետազոտողները նկարագրում են նոր օրգանական ֆոտոդետեկտորը Optica ամսագրում: Նրանք նաև ստեղծել են հիբրիդային RGB պատկերման սենսոր՝ տեղադրելով թափանցիկ կանաչ ներծծող օրգանական ֆոտոդետեկտորը կարմիր և կապույտ ֆիլտրերով սիլիկոնային ֆոտոդիոդի վրա:

Հարավային Կորեայի Samsung առաջադեմ տեխնոլոգիական ինստիտուտի (SAIT) հետազոտական ​​թիմի համաղեկավար Քյունգ-Բաե Պարկը, ասել է. Այս պատկերի սենսորներում զգալիորեն նվազեցնում է տարբեր գունային պիքսելների միջև փոխադարձ կապը, և այս նոր դիզայնը կարող է բարձր արդյունավետությամբ օրգանական ֆոտոդիոդները դարձնել տարբեր ծրագրերի համար նախատեսված պատկերային մոդուլների և ֆոտոսենսորների հիմնական բաղադրիչ»:

Ավելի գործնական օրգանական ֆոտոդետեկտորներ

Օրգանական նյութերի մեծ մասը պիտանի չէ զանգվածային արտադրության համար՝ ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայունության պատճառով: Նրանք կամ չեն դիմանում բարձր ջերմաստիճաններին, որոնք օգտագործվում են հետբուժման համար, կամ դառնում են անկայուն, երբ օգտագործվում են չափավոր ջերմաստիճաններում երկար ժամանակ: Այս մարտահրավերը հաղթահարելու համար գիտնականները կենտրոնացել են ֆոտոդետեկտորի բուֆերային շերտի փոփոխման վրա՝ կայունությունը, արդյունավետությունը և հայտնաբերումը բարելավելու համար: Հայտնաբերելիությունը չափում է, թե որքան լավ է սենսորը կարող հայտնաբերել թույլ ազդանշանները: «Մենք ներկայացրեցինք լոգանքի պղնձի գիծը (BCP). C60 հիբրիդային բուֆերային շերտը որպես էլեկտրոնների տեղափոխման շերտ, որը օրգանական ֆոտոդետեկտորին տալիս է հատուկ հատկություններ, ներառյալ ավելի բարձր արդյունավետություն և չափազանց ցածր մութ հոսանքը, որը նվազեցնում է աղմուկը», - ասում է Սունջուն Պարկը: Ֆոտոդետեկտորը կարող է տեղադրվել կարմիր և կապույտ ֆիլտրերով սիլիկոնային ֆոտոդիոդի վրա՝ հիբրիդային պատկերի սենսոր ստեղծելու համար:

Հետազոտողները ցույց են տվել, որ նոր ֆոտոդետեկտորը ցուցադրում է հայտնաբերման արագություն, որը համեմատելի է սովորական սիլիցիումային ֆոտոդիոդների հետ: Դետեկտորը կայուն աշխատել է 2 ժամ 150 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում և ցույց է տվել երկարաժամկետ գործառնական կայունություն 30 օրվա ընթացքում 85 °C ջերմաստիճանում: Այս ֆոտոդետեկտորները նույնպես լավ գունային կատարում են ցույց տալիս:

Հաջորդը, նրանք նախատեսում են հարմարեցնել նոր ֆոտոդետեկտորները և հիբրիդային պատկերի սենսորները մի շարք ծրագրերի համար, ինչպիսիք են շարժական և կրելի սենսորները (ներառյալ CMOS պատկերի սենսորները), հարևանության սենսորները և մատնահետքի սարքերը էկրանների վրա: