Tyrėjai sukūrė ir pademonstravo naujus žalią šviesą sugeriančius skaidrius organinius fotodetektorius, kurie yra labai jautrūs ir suderinami su CMOS gamybos metodais. Šių naujų fotodetektorių integravimas į silikoninius hibridinius vaizdo jutiklius galėtų būti naudingas daugelyje sričių. Šios sritys apima šviesa pagrįstą širdies ritmo stebėjimą, pirštų atspaudų atpažinimą ir įrenginius, kurie aptinka netoliese esančių objektų buvimą.
Nesvarbu, ar jie naudojami išmaniuosiuose telefonuose, ar mokslinėse kamerose, dauguma šiandieninių vaizdo jutiklių yra pagrįsti CMOS technologija ir neorganiniais fotodetektoriais, kurie šviesos signalus paverčia elektriniais signalais. Nors iš organinių medžiagų pagaminti fotodetektoriai pritraukia dėmesį, nes gali padėti pagerinti jautrumą, iki šiol pasirodė sunku pagaminti didelio našumo organinius fotodetektorius.
Bendradarbis tyrėjas Sungjun Park iš Ajou universiteto Pietų Korėjoje sakė: „Norint įtraukti organinius fotodetektorius į masinės gamybos CMOS vaizdo jutiklius, reikia organinių šviesos sugėriklių, kuriuos būtų lengva pagaminti dideliu mastu ir kurie galėtų atpažinti ryškius vaizdus, kad tamsoje dideliu kadrų dažniu būtų galima gauti ryškius vaizdus. Mes sukūrėme skaidrius, žaliai jautrius organinius fotodiodus, kurie gali atitikti šiuos reikalavimus.“
Tyrėjai aprašo naująjį organinį fotodetektorių žurnale „Optica“. Jie taip pat sukūrė hibridinį RGB vaizdo jutiklį, uždėdami skaidrų žalią šviesą sugeriantį organinį fotodetektorių ant silicio fotodiodo su raudonais ir mėlynais filtrais.
Pietų Korėjoje įsikūrusio „Samsung Advanced Institute of Technology“ (SAIT) tyrimų komandos vienas iš vadovų Kyung-Bae Parkas teigė: „Dėl hibridinio organinio buferinio sluoksnio įdiegimo šiuose vaizdo jutikliuose naudojamas žaliai selektyvus šviesą sugeriantis organinis sluoksnis labai sumažina skirtingų spalvų pikselių tarpusavio trukdžius, o šis naujas dizainas galėtų paversti didelio našumo organinius fotodiodus pagrindiniu vaizdo modulių ir fotosensorių komponentu įvairiose srityse.“
Praktiškesni organiniai fotodetektoriai
Dauguma organinių medžiagų netinka masinei gamybai dėl savo jautrumo temperatūrai. Jos arba neatlaiko aukštos temperatūros, naudojamos po apdorojimo, arba tampa nestabilios, kai ilgą laiką naudojamos vidutinėje temperatūroje. Siekdami įveikti šį iššūkį, mokslininkai sutelkė dėmesį į fotodetektoriaus buferinio sluoksnio modifikavimą, siekdami pagerinti stabilumą, efektyvumą ir aptikimą. Aptikimo geba – tai matas, rodantis, kaip gerai jutiklis gali aptikti silpnus signalus. „Kaip elektronų pernašos sluoksnį įdiegėme vonios vario linijos (BCP): C60 hibridinį buferinį sluoksnį, kuris suteikia organiniam fotodetektoriui ypatingų savybių, įskaitant didesnį efektyvumą ir itin mažą tamsiąją srovę, kuri sumažina triukšmą“, – sako Sungjun Park. Fotodetektorių galima pastatyti ant silicio fotodiodo su raudonais ir mėlynais filtrais, kad būtų sukurtas hibridinis vaizdo jutiklis.
Tyrėjai parodė, kad naujojo fotodetektoriaus aptikimo greitis yra panašus į įprastų silicio fotodiodų. Detektorius stabiliai veikė 2 valandas esant aukštesnei nei 150 °C temperatūrai ir pasižymėjo ilgalaikiu veikimo stabilumu 30 dienų esant 85 °C temperatūrai. Šie fotodetektoriai taip pat pasižymi geru spalvų atkūrimu.
Toliau jie planuoja pritaikyti naujus fotodetektorius ir hibridinius vaizdo jutiklius įvairioms reikmėms, tokioms kaip mobilieji ir nešiojamieji jutikliai (įskaitant CMOS vaizdo jutiklius), artumo jutikliai ir pirštų atspaudų įrenginiai ekranuose.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 7 d.