Ang pinakabagong resulta ng pananaliksik ng mga organic photodetector

Nakabuo at nakapagpakita ang mga mananaliksik ng mga bagong transparent organic photodetector na sumisipsip ng berdeng ilaw na lubos na sensitibo at tugma sa mga pamamaraan ng pagmamanupaktura ng CMOS. Ang pagsasama ng mga bagong photodetector na ito sa silicone hybrid image sensors ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa maraming aplikasyon. Kabilang sa mga aplikasyong ito ang light-based heart rate monitoring, fingerprint recognition at mga device na nakakakita ng presensya ng mga kalapit na bagay.

Ginagamit man sa mga smartphone o mga siyentipikong kamera, karamihan sa mga imaging sensor ngayon ay batay sa teknolohiyang CMOS at mga inorganic photodetector na nagko-convert ng mga signal ng liwanag sa mga electrical signal. Bagama't ang mga photodetector na gawa sa mga organikong materyales ay nakakaakit ng atensyon dahil nakakatulong ang mga ito na mapabuti ang sensitivity, sa ngayon ay napatunayang mahirap gumawa ng mga high-performance organic photodetector.

Sinabi ng co-lead researcher na si Sungjun Park, mula sa Ajou University sa South Korea: "Ang pagsasama ng mga organic photodetector sa mga mass-produced na CMOS image sensor ay nangangailangan ng mga organic light absorber na madaling gawin sa malaking sukat at may kakayahang makilala nang matingkad ang imahe upang makagawa ng matatalas na imahe sa mataas na frame rate sa dilim. Nakabuo kami ng mga transparent, green-sensitive organic photodiode na maaaring matugunan ang mga kinakailangang ito."

Inilarawan ng mga mananaliksik ang bagong organic photodetector sa journal na Optica. Gumawa rin sila ng hybrid RGB imaging sensor sa pamamagitan ng pagpapatong ng isang transparent green absorbing organic photodetector sa isang silicon photodiode na may pula at asul na mga filter.

Sinabi ni Kyung-Bae Park, co-lider ng research team mula sa Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) sa South Korea: "Dahil sa pagpapakilala ng hybrid organic buffer layer, ang green-selective light-absorbing organic layer na ginagamit sa mga image sensor na ito ay lubos na nakakabawas ng crosstalk sa pagitan ng iba't ibang color pixel, at ang bagong disenyo na ito ay maaaring gawing pangunahing bahagi ng mga imaging module at photosensor ang mga high-performance organic photodiode para sa iba't ibang aplikasyon."

Mas praktikal na mga organikong photodetector

Karamihan sa mga organikong materyales ay hindi angkop para sa malawakang produksyon dahil sa kanilang sensitibidad sa temperatura. Hindi nila kayang tiisin ang mataas na temperaturang ginagamit para sa post-treatment o nagiging hindi matatag kapag ginamit sa katamtamang temperatura sa mahabang panahon. Upang malampasan ang hamong ito, nakatuon ang mga siyentipiko sa pagbabago ng buffer layer ng photodetector upang mapabuti ang katatagan, kahusayan, at pagtuklas. Ang detectability ay isang sukatan kung gaano kahusay na natutukoy ng isang sensor ang mga mahinang signal. "Nagpakilala kami ng bath copper line (BCP): C60 hybrid buffer layer bilang electron transport layer, na nagbibigay sa organic photodetector ng mga espesyal na katangian, kabilang ang mas mataas na kahusayan at napakababang dark current, na nagbabawas ng ingay," sabi ni Sungjun Park. Ang photodetector ay maaaring ilagay sa isang silicon photodiode na may pula at asul na mga filter upang lumikha ng isang hybrid image sensor.

Ipinakita ng mga mananaliksik na ang bagong photodetector ay nagpapakita ng mga rate ng pagtuklas na maihahambing sa mga kumbensyonal na silicon photodiode. Ang detektor ay gumana nang matatag sa loob ng 2 oras sa temperaturang higit sa 150 °C at nagpakita ng pangmatagalang katatagan sa pagpapatakbo sa loob ng 30 araw sa 85 °C. Ang mga photodetector na ito ay nagpapakita rin ng mahusay na pagganap ng kulay.

Susunod, plano nilang i-customize ang mga bagong photodetector at hybrid image sensor para sa iba't ibang aplikasyon, tulad ng mga mobile at wearable sensor (kabilang ang mga CMOS image sensor), proximity sensor, at mga fingerprint device sa mga display.