Зерттеушілер жоғары сезімтал және CMOS өндіру әдістерімен үйлесімді жаңа жасыл жарықты сіңіретін мөлдір органикалық фотодетекторларды жасап, 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 нысандардың бар-жоғын анықтайтын құрылғылар кіреді.
Смартфондарда немесе ғылыми камераларда қолданылғанына қарамастан, бүгінгі күні бейнелеу сенсорларының көпшілігі CMOS технологиясына және жарық сигналдарын электрлік сигналдарға түрлендіретін бейорганикалық фотодетекторларға негізделген. Органикалық материалдардан жасалған фотодетекторлар сезімталдықты жақсартуға көмектесетіндіктен назар аударып отырғанымен, жоғары өнімді органикалық фотодетекторларды жасау әлі қиын болып шықты.
Оңтүстік Кореядағы Аджу университетінің жетекші зерттеушісі Сонджун Парк былай деді: «Жаппай өндірілген CMOS кескін сенсорларына органикалық фотодетекторларды қосу үлкен масштабта оңай өндірілетін және айқын кескіндерді шығару үшін жарқын бейнені тануға қабілетті органикалық жарық сіңіргіштерді қажет етеді. қараңғыда жоғары кадр жиілігінде. Біз осы талаптарға жауап бере алатын мөлдір, жасылға сезімтал органикалық фотодиодтарды жасадық».
Зерттеушілер Optica журналында жаңа органикалық фотодетекторды сипаттайды. Олар сондай-ақ қызыл және көк сүзгілері бар кремний фотодиодына мөлдір жасыл сіңіретін органикалық фотодетекторды қою арқылы гибридті RGB бейнелеу сенсорын жасады.
Оңтүстік Кореядағы Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) зерттеу тобының тең жетекшісі Кён-Бэй Пак: «Гибридті органикалық буферлік қабаттың енгізілуінің арқасында жасыл-селективті жарықты сіңіретін органикалық қабат пайдаланылды. Бұл кескін сенсорларында әртүрлі түсті пикселдер арасындағы айқасты айтарлықтай азайтады және бұл жаңа дизайн жоғары өнімді органикалық фотодиодтарды әртүрлі қолданбаларға арналған кескіндеу модульдері мен фотосенсорлардың негізгі құрамдас бөлігі ете алады.
Практикалық органикалық фотодетекторлар
Органикалық материалдардың көпшілігі температураға сезімталдығына байланысты жаппай өндіріске жарамайды. Олар не кейінгі өңдеу үшін қолданылатын жоғары температураға төтеп бере алмайды немесе қалыпты температурада ұзақ уақыт бойы пайдаланылғанда тұрақсыз болып қалады. Бұл қиындықты жеңу үшін ғалымдар тұрақтылықты, тиімділікті және анықтауды жақсарту үшін фотодетектордың буферлік қабатын өзгертуге назар аударды. Анықтау мүмкіндігі сенсордың әлсіз сигналдарды қаншалықты жақсы анықтай алатынының өлшемі. «Біз электронды тасымалдау қабаты ретінде ваннаның мыс сызығын (BCP): C60 гибридті буфер қабатын енгіздік, ол органикалық фотодетекторға ерекше қасиеттер береді, соның ішінде жоғары тиімділік пен шуды азайтатын өте төмен қараңғы ток», - дейді Сонджун Парк. Фотодетектор гибридті кескін сенсорын жасау үшін қызыл және көк сүзгілері бар кремний фотодиодына орналастырылуы мүмкін.
Зерттеушілер жаңа фотодетектор кәдімгі кремний фотодиодтарымен салыстырылатын анықтау жылдамдығын 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 да жақсы түс өнімділігін көрсетеді.
Содан кейін олар мобильді және тозуға болатын сенсорлар (соның ішінде CMOS кескін сенсорлары), жақындық сенсорлары және дисплейлердегі саусақ ізі құрылғылары сияқты әртүрлі қолданбаларға арналған жаңа фотодетекторлар мен гибридті кескін сенсорларын теңшеуді жоспарлап отыр.
Жіберу уақыты: 07.07.2023 ж