Istraživači su razvili i demonstrirali nove prozirne organske fotodetektore koji apsorbiraju zeleno svjetlo, 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. Te primjene uključuju praćenje otkucaja srca na temelju svjetla, prepoznavanje otiska prsta i uređaje koji detektiraju prisutnost objekata u blizini.
Bilo da se koriste u pametnim telefonima ili znanstvenim kamerama, većina slikovnih senzora danas se temelji na CMOS tehnologiji i anorganskim fotodetektorima koji pretvaraju svjetlosne signale u električne signale. Iako fotodetektori izrađeni od organskih materijala privlače pozornost jer mogu pomoći u poboljšanju osjetljivosti, do sada se pokazalo teškim proizvesti visokoučinkovite organske fotodetektore.
Suvoditelj istraživanja Sungjun Park sa Sveučilišta 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 stvorile oštre slike pri visokim brzinama kadrova u mraku. Razvili smo prozirne, zeleno-osjetljive organske fotodiode koje mogu zadovoljiti te zahtjeve.“
Istraživači opisuju novi organski fotodetektor u časopisu Optica. Također su stvorili hibridni RGB slikovni senzor preklapanjem prozirnog organskog fotodetektora koji apsorbira zelenu boju na silicijsku fotodiodu s crvenim i plavim filterima.
Kyung-Bae Park, suvoditelj istraživačkog tima s 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 koristi se u ovim senzorima slike, uvelike smanjuje preslušavanje između piksela različitih boja, a ovaj novi dizajn mogao bi učiniti visokoučinkovite organske fotodiode glavnom komponentom modula za snimanje i fotosenzora za razne primjene.“
Praktičniji organski fotodetektori
Većina organskih materijala nije prikladna za masovnu proizvodnju zbog svoje osjetljivosti na temperaturu. Ili ne mogu podnijeti visoke temperature koje se koriste za naknadnu obradu ili postaju nestabilni kada se koriste na umjerenim temperaturama dulje vrijeme. Kako bi prevladali ovaj izazov, znanstvenici su se usredotočili na modificiranje međusloja fotodetektora radi poboljšanja stabilnosti, učinkovitosti i detekcije. Detektabilnost je mjera koliko dobro senzor može detektirati slabe signale. „Uveli smo hibridni međusloj bakrene linije (BCP):C60 kao sloj za prijenos elektrona, koji organskom fotodetektoru daje posebna svojstva, uključujući veću učinkovitost i izuzetno nisku tamnu struju, što smanjuje šum“, kaže Sungjun Park. Fotodetektor se može postaviti na silicijsku fotodiodu s crvenim i plavim filterima kako bi se stvorio hibridni senzor slike.
Istraživači pokazuju da novi fotodetektor pokazuje stope detekcije usporedive s onima konvencionalnih silicijskih fotodioda. Detektor je stabilno radio 2 sata na temperaturama iznad 150 °C i pokazao je dugoročnu operativnu stabilnost 30 dana na 85 °C. Ovi fotodetektori također pokazuju dobre performanse boja.
Zatim planiraju prilagoditi nove fotodetektore i hibridne senzore slike za razne primjene, kao što su mobilni i nosivi senzori (uključujući CMOS senzore slike), senzori blizine i uređaji za otiske prstiju na zaslonima.
Vrijeme objave: 07.07.2023.