Istraživači su razvili i demonstrirali nove prozirne organske fotodetektore koji apsorbiraju zelenu svjetlost, a koji su vrlo osjetljivi i kompatibilni s CMOS metodama proizvodnje. Ugradnja ovih novih fotodetektora u hibridne silikonske senzore slike mogla bi biti korisna za mnoge primjene. Ove primjene uključuju praćenje otkucaja srca na bazi svjetlosti, prepoznavanje otiska prsta i uređaje koji detektiraju prisutnost objekata u blizini.
Bez obzira da li se koriste u pametnim telefonima ili naučnim kamerama, većina senzora za sliku danas se zasniva na CMOS tehnologiji i neorganskim fotodetektorima koji pretvaraju svjetlosne signale u električne signale. Iako fotodetektori napravljeni od organskih materijala privlače pažnju jer mogu pomoći u poboljšanju osjetljivosti, do sada se pokazalo teškim proizvesti visokoperformansne organske fotodetektore.
Ko-voditelj istraživanja Sungjun Park sa Univerziteta Ajou u Južnoj Koreji rekao je: „Ugradnja organskih fotodetektora u masovno proizvedene CMOS senzore slike zahtijeva organske apsorbere svjetlosti koji se lako proizvode u velikim razmjerima i sposobni su za prepoznavanje živih slika kako bi se proizvele oštre slike pri visokim brzinama kadrova u mraku. Razvili smo prozirne, zeleno-osjetljive organske fotodiode koje mogu ispuniti ove zahtjeve.“
Istraživači opisuju novi organski fotodetektor u časopisu Optica. Također su stvorili hibridni RGB senzor za snimanje preklapanjem prozirnog organskog fotodetektora koji apsorbira zelenu boju na silicijumsku fotodiodu s crvenim i plavim filterima.
Kyung-Bae Park, ko-vođa istraživačkog tima sa Samsungovog naprednog tehnološkog instituta (SAIT) u Južnoj Koreji, rekao je: „Zahvaljujući uvođenju hibridnog organskog međusloja, organski sloj koji apsorbira zelenu svjetlost i selektira zelenu boju, a koji se koristi u ovim senzorima slike, uveliko smanjuje preslušavanje između piksela različitih boja, a ovaj novi dizajn mogao bi učiniti visokoperformansne organske fotodiode glavnom komponentom modula za snimanje i fotosenzora za razne primjene.“
Praktičniji organski fotodetektori
Većina organskih materijala nije pogodna za masovnu proizvodnju zbog svoje osjetljivosti na temperaturu. Ili ne mogu izdržati visoke temperature koje se koriste za naknadnu obradu ili postaju nestabilni kada se koriste na umjerenim temperaturama tokom dužeg vremenskog perioda. Da bi prevazišli ovaj izazov, naučnici su se fokusirali na modificiranje međusloja fotodetektora kako bi poboljšali stabilnost, efikasnost i detekciju. Detektabilnost je mjera koliko dobro senzor može detektovati slabe signale. „Uveli smo hibridni međusloj bakrene linije (BCP):C60 kao sloj za transport elektrona, koji organskom fotodetektoru daje posebna svojstva, uključujući veću efikasnost i izuzetno nisku tamnu struju, što smanjuje šum“, kaže Sungjun Park. Fotodetektor se može postaviti na silicijumsku fotodiodu sa crvenim i plavim filterima kako bi se stvorio hibridni senzor slike.
Istraživači su pokazali da novi fotodetektor pokazuje stope detekcije uporedive sa onima kod konvencionalnih silicijumskih fotodioda. Detektor je stabilno radio 2 sata na temperaturama iznad 150 °C i pokazao je dugoročnu operativnu stabilnost tokom 30 dana na 85 °C. Ovi fotodetektori također pokazuju dobre performanse boja.
Zatim planiraju prilagoditi nove fotodetektore i hibridne senzore slike za različite primjene, kao što su mobilni i nosivi senzori (uključujući CMOS senzore slike), senzori blizine i uređaji za otiske prstiju na ekranima.
Vrijeme objave: 07.07.2023.