Ang mga mananaliksik ay bumuo at nagpakita ng bagong berdeng ilaw na sumisipsip ng mga transparent na organic na photodetector na napakasensitibo at tugma sa mga pamamaraan ng pagmamanupaktura ng CMOS. Ang pagsasama ng mga bagong photodetector na ito sa mga silicone hybrid na sensor ng imahe ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa maraming mga application. Kasama sa mga application na ito ang light-based na heart rate monitoring, fingerprint recognition at mga device na nakakakita ng presensya ng mga kalapit na bagay.
Ginagamit man sa mga smartphone o siyentipikong camera, karamihan sa mga sensor ng imaging ngayon ay nakabatay sa teknolohiya ng CMOS at mga inorganic na photodetector na nagko-convert ng mga light signal sa mga electrical signal. Bagama't nakakaakit ng pansin ang mga photodetector na gawa sa mga organic na materyales dahil makakatulong ang mga ito na mapabuti ang pagiging sensitibo, sa ngayon ay napatunayang mahirap gumawa ng mga organikong photodetector na may mataas na pagganap.
Ang co-lead researcher na si Sungjun Park, mula sa Ajou University sa South Korea, ay nagsabi: "Ang pagsasama ng mga organic na photodetector sa mass-produced na mga sensor ng imahe ng CMOS ay nangangailangan ng mga organic na sumisipsip ng liwanag na madaling gawin sa isang malaking sukat at may kakayahang matingkad na pagkilala ng imahe upang makagawa ng matalas na mga imahe. sa mataas na frame rate sa dilim. Nakagawa kami ng transparent, green-sensitive na mga organic na photodiode na makakatugon sa mga kinakailangang ito."
Inilarawan ng mga mananaliksik ang bagong organic photodetector sa journal Optica. Gumawa rin sila ng hybrid RGB imaging sensor sa pamamagitan ng paglalagay ng transparent green absorbing organic photodetector sa isang silicon photodiode na may red at blue na mga filter.
Kyung-Bae Park, co-leader ng research team mula sa Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) sa South Korea, ay nagsabi: “Salamat sa pagpapakilala ng hybrid organic buffer layer, ginamit ang green-selective light-absorbing organic layer. sa mga sensor ng imahe na ito ay lubos na binabawasan ang crosstalk sa pagitan ng iba't ibang mga pixel ng kulay, at ang bagong disenyo na ito ay maaaring gumawa ng mga organikong photodiode na may mataas na pagganap na isang pangunahing bahagi ng mga module ng imaging at mga photosensor para sa iba't ibang mga aplikasyon."
Mas praktikal na mga organic na photodetector
Karamihan sa mga organikong materyales ay hindi angkop para sa mass production dahil sa kanilang pagiging sensitibo sa temperatura. Hindi nila maaaring mapaglabanan ang mataas na temperatura na ginagamit para sa post-treatment o nagiging hindi matatag kapag ginamit sa katamtamang temperatura sa mahabang panahon. Upang malampasan ang hamon na ito, nakatuon ang mga siyentipiko sa pagbabago sa buffer layer ng photodetector upang mapabuti ang katatagan, kahusayan, at pagtuklas. Ang detectability ay isang sukatan kung gaano kahusay ang isang sensor ay maaaring makakita ng mahihinang 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 nagpapababa 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 na sensor ng imahe.
Ipinakita ng mga mananaliksik na ang bagong photodetector ay nagpapakita ng mga rate ng pagtuklas na maihahambing sa mga maginoo na silikon na photodiode. Ang detektor ay nagpapatakbo nang matatag sa loob ng 2 oras sa mga temperaturang higit sa 150 °C at nagpakita ng pangmatagalang katatagan ng pagpapatakbo sa loob ng 30 araw sa 85 °C. Ang mga photodetector na ito ay nagpapakita rin ng mahusay na pagganap ng kulay.
Susunod, pinaplano nilang i-customize ang mga bagong photodetector at hybrid na sensor ng imahe para sa iba't ibang application, gaya ng mga mobile at wearable sensor (kabilang ang mga CMOS image sensor), proximity sensor, at fingerprint device sa mga display.
Oras ng post: Hul-07-2023