Зерттеушілер жоғары сезімталдыққа ие және CMOS өндіріс әдістерімен үйлесімді жаңа жасыл жарықты сіңіретін мөлдір органикалық фотодетекторларды жасап шығарды және көрсетті. Бұл жаңа фотодетекторларды силикон гибридті кескін сенсорларына қосу көптеген қолданбалар үшін пайдалы болуы мүмкін. Бұл қолданбаларға жарыққа негізделген жүрек соғу жиілігін бақылау, саусақ ізін тану және жақын маңдағы заттардың бар-жоғын анықтайтын құрылғылар кіреді.
Смартфондарда немесе ғылыми камераларда қолданылса да, бүгінгі таңда бейнелеу сенсорларының көпшілігі CMOS технологиясына және жарық сигналдарын электрлік сигналдарға түрлендіретін бейорганикалық фотодетекторларға негізделген. Органикалық материалдардан жасалған фотодетекторлар сезімталдықты жақсартуға көмектесетіндіктен назар аудартса да, жоғары өнімді органикалық фотодетекторларды өндіру әзірге қиын болып шықты.
Оңтүстік Кореядағы Аджоу университетінің жетекші зерттеушісі Сунджун Парк былай деді: «Жаппай өндірілетін CMOS кескін сенсорларына органикалық фотодетекторларды қосу үшін қараңғыда жоғары кадр жиілігінде айқын кескіндер алу үшін үлкен көлемде оңай өндірілетін және айқын кескінді тануға қабілетті органикалық жарық сіңіргіштер қажет. Біз осы талаптарға сай келетін мөлдір, жасыл түске сезімтал органикалық фотодиодтарды әзірледік».
Зерттеушілер жаңа органикалық фотодетекторды Optica журналында сипаттайды. Олар сондай-ақ қызыл және көк сүзгілері бар кремний фотодиодына мөлдір жасыл сіңіргіш органикалық фотодетекторды қабаттастыру арқылы гибридті RGB бейнелеу сенсорын жасады.
Оңтүстік Кореядағы Samsung Advanced Technology Institute (SAIT) зерттеу тобының тең жетекшісі Кён-Бэ Пак былай деді: «Гибридті органикалық буферлік қабаттың енгізілуінің арқасында, осы кескін сенсорларында қолданылатын жасыл-селективті жарық сіңіретін органикалық қабат әртүрлі түсті пиксельдер арасындағы айқаспалылықты айтарлықтай азайтады және бұл жаңа дизайн жоғары өнімді органикалық фотодиодтарды әртүрлі қолданбалар үшін кескін модульдері мен фотосенсорлардың негізгі құрамдас бөлігіне айналдыра алады».
Неғұрлым практикалық органикалық фотодетекторлар
Көптеген органикалық материалдар температураға сезімталдығына байланысты жаппай өндіріске жарамсыз. Олар өңдеуден кейінгі жоғары температураға төтеп бере алмайды немесе ұзақ уақыт бойы орташа температурада қолданылған кезде тұрақсыз болып қалады. Бұл қиындықты жеңу үшін ғалымдар фотодетектордың буферлік қабатын тұрақтылықты, тиімділікті және анықтауды жақсарту үшін өзгертуге назар аударды. Анықтау - сенсордың әлсіз сигналдарды қаншалықты жақсы анықтай алатынының өлшемі. «Біз электронды тасымалдау қабаты ретінде ванна мыс желісін (BCP): C60 гибридті буферлік қабатын енгіздік, ол органикалық фотодетекторға жоғары тиімділік пен шуды азайтатын өте төмен қараңғы ток сияқты арнайы қасиеттер береді», - дейді Сунджун Парк. Фотодетекторды гибридті кескін сенсорын жасау үшін қызыл және көк сүзгілері бар кремний фотодиодына орналастыруға болады.
Зерттеушілер жаңа фотодетектордың кәдімгі кремний фотодиодтарымен салыстыруға болатын анықтау жылдамдығын көрсететінін көрсетеді. Детектор 150 °C жоғары температурада 2 сағат бойы тұрақты жұмыс істеді және 85 °C температурада 30 күн бойы ұзақ мерзімді жұмыс тұрақтылығын көрсетті. Бұл фотодетекторлар сонымен қатар жақсы түс өнімділігін көрсетеді.
Келесі кезекте олар мобильді және киілетін сенсорлар (CMOS кескін сенсорларын қоса алғанда), жақындық сенсорлары және дисплейлердегі саусақ ізі құрылғылары сияқты әртүрлі қолданбаларға арналған жаңа фотодетекторлар мен гибридті кескін сенсорларын теңшеуді жоспарлап отыр.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 шілде