Onderzoekers hebben nieuwe groen licht absorberende transparante organische fotodetectoren ontwikkeld en aangetoond die zeer gevoelig en compatibel zijn met CMOS -productiemethoden. Het opnemen van deze nieuwe fotodetectoren in siliconenhybride beeldsensoren kan voor veel toepassingen nuttig zijn. Deze toepassingen omvatten op licht gebaseerde hartslagbewaking, vingerafdrukherkenning en apparaten die de aanwezigheid van objecten in de buurt detecteren.
Of het nu wordt gebruikt in smartphones of wetenschappelijke camera's, de meeste beeldvormingssensoren zijn tegenwoordig gebaseerd op CMOS -technologie en anorganische fotodetectoren die lichtsignalen omzetten in elektrische signalen. Hoewel fotodetectoren gemaakt van organische materialen de aandacht trekken omdat ze de gevoeligheid kunnen helpen verbeteren, is het tot nu toe moeilijk gebleken om hoogwaardige organische fotodetectoren te produceren.
Co-Lead-onderzoeker Sungjun Park, van de Ajou University in Zuid-Korea, zei: “Het opnemen van organische fotodetectoren in massa-geproduceerde CMOS-beeldsensoren vereist organische lichtabsorbers die gemakkelijk te produceren zijn op grote en in staat tot levendige beeldherkenning om scherpe beelden te produceren bij hoge framesnelheden in het donker. We hebben transparante, groengevoelige organische fotodiodes ontwikkeld die aan deze vereisten kunnen voldoen. ”
De onderzoekers beschrijven de nieuwe organische fotodetector in het tijdschrift Optica. Ze creëerden ook een hybride RGB -beeldvormingssensor door een transparante groene absorberende organische fotodetector op een siliciumfotodiode met rode en blauwe filters op te stellen.
Kyung-Bae Park, co-leider van het onderzoeksteam van het Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) in Zuid-Korea, zei: “Dankzij de introductie van een hybride organische bufferlaag, kan het groene selectieve licht-absorberende organische lagen een grote component van deze afbeelding maken van afbeeldingen een grote component van afbeeldingen van afbeeldingen die een groot deel van de afbeelding van de afbeelding kunnen maken. Modules en fotosensoren voor verschillende toepassingen. ”
Meer praktische organische fotodetectors
De meeste organische materialen zijn niet geschikt voor massaproductie vanwege hun gevoeligheid voor temperatuur. Ze kunnen ofwel niet bestand zijn tegen de hoge temperaturen die worden gebruikt voor na de behandeling of onstabiel worden wanneer ze gedurende lange tijd bij matige temperaturen worden gebruikt. Om deze uitdaging te overwinnen, hebben wetenschappers zich gericht op het wijzigen van de bufferlaag van de fotodetector om de stabiliteit, efficiëntie en detectie te verbeteren. Detecteerbaarheid is een maat voor hoe goed een sensor zwakke signalen kan detecteren. "We hebben een Bath Copper Line (BCP) geïntroduceerd: C60 Hybrid Buffer Layer als de elektrontransportlaag, die de organische fotodetector speciale eigenschappen geeft, waaronder een hogere efficiëntie en extreem lage donkere stroom, die het geluid vermindert," zegt Sungjun Park. De fotodetector kan op een siliciumfotodiode worden geplaatst met rode en blauwe filters om een hybride beeldsensor te maken.
De onderzoekers tonen aan dat de nieuwe fotodetector detectiesnelheden vertoont die vergelijkbaar zijn met die van conventionele siliciumfotodiodes. De detector werkte 2 uur stabiel bij temperaturen boven 150 ° C en vertoonde langdurige operationele stabiliteit gedurende 30 dagen bij 85 ° C. Deze fotodetectoren vertonen ook goede kleurprestaties.
Vervolgens zijn ze van plan nieuwe fotodetectors en hybride beeldsensoren aan te passen voor verschillende toepassingen, zoals mobiele en draagbare sensoren (inclusief CMOS -beeldsensoren), nabijheidssensoren en vingerafdrukapparaten op displays.
Posttijd: JUL-07-2023