Дослідники розробили та продемонстрували нові прозорі органічні фотодетектори зеленого світла, які є дуже чутливими та сумісними з методами виготовлення CMOS. Включення цих нових фотоприймачів у силіконові гібридні датчики зображення може бути корисним для багатьох програм. Ці додатки включають легкий моніторинг серцевих скорочень, розпізнавання відбитків пальців та пристрої, що виявляють наявність сусідніх об'єктів.
Незалежно від того, що використовуються в смартфонах чи наукових камерах, більшість датчиків візуалізації сьогодні базуються на технології CMOS та неорганічних фотодетекторах, які перетворюють світлові сигнали в електричні сигнали. Хоча фотодетектори, виготовлені з органічних матеріалів, привертають увагу, оскільки вони можуть допомогти покращити чутливість, до цього часу було важко виготовити високоефективні органічні фотодетектори.
Дослідник спільного лідера Сунг'юн-парк з університету Айоу в Південній Кореї сказав: «Включення органічних фотодетекторів у масові датчики зображень CMOS вимагає органічного поглинання світла, які легко виготовити у великих масштабах і здатні до яскравого розпізнавання зображень для створення різких зображень із високими швидкостями кадрів у темряві. Ми розробили прозорі, зелені чутливі органічні фотодіоди, які можуть відповідати цим вимогам ».
Дослідники описують новий органічний фотодетектор у журналі Optica. Вони також створили гібридний датчик візуалізації RGB, накладаючи прозорий зелений поглинаючий органічний фотодетектор на кремній фотодіод з червоними та синіми фільтрами.
Kyung-Bae Park, co-leader of the research team from the Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) in South Korea, said: “Thanks to the introduction of a hybrid organic buffer layer, the green-selective light-absorbing organic layer used in these image sensors greatly reduces crosstalk between different color pixels, and this new design could make high-performance organic photodiodes a major component of imaging Модулі та фотосенсори для різних застосувань ».
Більш практичні органічні фотодетектори
Більшість органічних матеріалів не підходять для масового виробництва через їх чутливість до температури. Вони або не можуть витримати високі температури, що використовуються для після лікування, або стають нестабільними при використанні при помірних температурах протягом тривалого періоду часу. Щоб подолати цей виклик, вчені зосередилися на зміні буферного шару фотоприймача для підвищення стабільності, ефективності та виявлення. Виявлення - це міра того, наскільки добре датчик може виявити слабкі сигнали. "Ми представили мідну лінію для ванни (BCP): гібридний буферний шар C60 як шар транспорту електронів, що дає спеціальні властивості органічного фотодетектора, включаючи більш високу ефективність та надзвичайно низький темний струм, що зменшує шум", - каже парк Сунг'юн. Фотопроектор можна розмістити на фотодіоді кремнію з червоними та синіми фільтрами для створення гібридного датчика зображення.
Дослідники показують, що новий фотодетектор демонструє показники виявлення, порівнянні зі звичайними фотодіодами кремнію. Детектор стійко працював протягом 2 годин при температурі вище 150 ° C і демонстрував тривалу експлуатаційну стабільність протягом 30 днів при 85 ° С. Ці фотодетектори також демонструють хороші кольорові продуктивність.
Далі вони планують налаштувати нові фотодетектори та гібридні датчики зображення для різних додатків, таких як мобільні та носячі датчики (включаючи датчики зображень CMOS), датчики близькості та пристрої відбитків пальців.
Час посади: липень-07-2023