Výzkumníci vyvinuli a předvedli nové transparentní organické fotodetektory absorbující zelené světlo, které jsou vysoce citlivé a kompatibilní s výrobními metodami CMOS. Začlenění těchto nových fotodetektorů do silikonových hybridních obrazových snímačů by mohlo být užitečné pro mnoho aplikací. Tyto aplikace zahrnují monitorování srdečního tepu na základě světla, rozpoznávání otisků prstů a zařízení, která detekují přítomnost blízkých objektů.
Ať už se používají v chytrých telefonech nebo vědeckých fotoaparátech, většina dnešních zobrazovacích senzorů je založena na technologii CMOS a anorganických fotodetektorech, které převádějí světelné signály na elektrické signály. Přestože fotodetektory vyrobené z organických materiálů přitahují pozornost, protože mohou pomoci zlepšit citlivost, dosud se ukázalo, že je obtížné vyrobit vysoce výkonné organické fotodetektory.
Spoluvedoucí výzkumník Sungjun Park z Univerzity Ajou v Jižní Koreji řekl: „Začlenění organických fotodetektorů do sériově vyráběných obrazových snímačů CMOS vyžaduje organické absorbéry světla, které lze snadno vyrábět ve velkém měřítku a které jsou schopné rozpoznávat živý obraz pro vytváření ostrých snímků. při vysoké snímkové frekvenci ve tmě. Vyvinuli jsme transparentní organické fotodiody citlivé na zelenou, které dokážou tyto požadavky splnit.“
Vědci popisují nový organický fotodetektor v časopise Optica. Vytvořili také hybridní RGB zobrazovací senzor superponováním průhledného zeleného absorbujícího organického fotodetektoru na křemíkovou fotodiodu s červeným a modrým filtrem.
Kyung-Bae Park, spoluvedoucí výzkumného týmu z Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) v Jižní Koreji, řekl: „Díky zavedení hybridní organické nárazníkové vrstvy se používá zelená selektivní organická vrstva pohlcující světlo. v těchto obrazových snímačích výrazně snižuje přeslechy mezi různými barevnými pixely a tento nový design by mohl učinit vysoce výkonné organické fotodiody hlavní součástí zobrazovacích modulů a fotosenzorů pro různé aplikace.
Praktičtější organické fotodetektory
Většina organických materiálů není vhodná pro hromadnou výrobu kvůli jejich citlivosti na teplotu. Buď nemohou odolat vysokým teplotám používaným pro následnou úpravu, nebo se stanou nestabilními, když se používají při mírných teplotách po dlouhou dobu. K překonání tohoto problému se vědci zaměřili na úpravu vyrovnávací vrstvy fotodetektoru, aby se zlepšila stabilita, účinnost a detekce. Detekovatelnost je měřítkem toho, jak dobře může senzor detekovat slabé signály. „Zavedli jsme lázeňskou měděnou linku (BCP): C60 hybridní vyrovnávací vrstvu jako elektronovou transportní vrstvu, která dává organickému fotodetektoru speciální vlastnosti, včetně vyšší účinnosti a extrémně nízkého temného proudu, který snižuje šum,“ říká Sungjun Park. Fotodetektor lze umístit na křemíkovou fotodiodu s červeným a modrým filtrem a vytvořit tak hybridní obrazový snímač.
Výzkumníci ukazují, že nový fotodetektor vykazuje rychlosti detekce srovnatelné s běžnými křemíkovými fotodiodami. Detektor pracoval stabilně po dobu 2 hodin při teplotách nad 150 °C a vykazoval dlouhodobou provozní stabilitu po dobu 30 dnů při teplotě 85 °C. Tyto fotodetektory také vykazují dobrý barevný výkon.
Dále plánují přizpůsobit nové fotodetektory a hybridní obrazové senzory pro různé aplikace, jako jsou mobilní a nositelné senzory (včetně obrazových senzorů CMOS), senzory přiblížení a zařízení na otisky prstů na displejích.
Čas odeslání: Červenec-07-2023