Istraživači su razvili i demonstrirali nove prozirne organske fotodetektore koji apsorbiraju zelenu svjetlost koji su vrlo osjetljivi i kompatibilni s CMOS proizvodnim metodama. Uključivanje ovih novih fotodetektora u silikonske hibridne senzore slike moglo bi biti korisno za mnoge primjene. Ove aplikacije uključuju praćenje otkucaja srca temeljeno na svjetlu, prepoznavanje otiska prsta i uređaje koji otkrivaju prisutnost obližnjih objekata.
Bilo da se koriste u pametnim telefonima ili znanstvenim kamerama, većina senzora slike 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 organske fotodetektore visokih performansi.
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 živopisne slike za proizvodnju oštrih slika pri visokoj brzini kadrova u mraku. Razvili smo prozirne organske fotodiode osjetljive na zeleno koje mogu ispuniti ove zahtjeve.”
Istraživači opisuju novi organski fotodetektor u časopisu Optica. Također su stvorili hibridni RGB senzor slike superponiranjem prozirnog zelenog apsorbirajućeg organskog fotodetektora na silicijsku fotodiodu s crvenim i plavim filterima.
Kyung-Bae Park, suvoditelj istraživačkog tima sa Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) u Južnoj Koreji, rekao je: „Zahvaljujući uvođenju hibridnog organskog tampon sloja, zeleno-selektivni organski sloj koji upija svjetlost u ovim senzorima slike uvelike smanjuje preslušavanje između piksela različitih boja, a ovaj bi novi dizajn organske fotodiode visokih performansi mogao učiniti glavnom komponentom slikovnih modula i fotosenzora za razne primjene.”
Praktičniji organski fotodetektori
Većina organskih materijala nije prikladna za masovnu proizvodnju zbog svoje osjetljivosti na temperaturu. Oni ili ne mogu izdržati visoke temperature koje se koriste za naknadnu obradu ili postaju nestabilni ako se koriste na umjerenim temperaturama dulje vrijeme. Kako bi prevladali ovaj izazov, znanstvenici su se usredotočili na modificiranje tampon sloja fotodetektora kako bi poboljšali stabilnost, učinkovitost i detekciju. Detektabilnost je mjera koliko dobro senzor može otkriti slabe signale. "Uveli smo bakreni vod (BCP) : C60 hibridni sloj međuspremnika kao sloj prijenosa elektrona, koji organskom fotodetektoru daje posebna svojstva, uključujući veću učinkovitost i ekstremno nisku tamnu struju, što smanjuje šum", kaže Sungjun Park. Fotodetektor se može postaviti na silikonsku 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 radio stabilno 2 sata na temperaturama iznad 150 °C i pokazao dugotrajnu radnu stabilnost 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 zaslonima.
Vrijeme objave: 7. srpnja 2023