Araştırmacılar, CMOS üretim yöntemleriyle son derece hassas ve uyumlu olan yeni yeşil ışık emen şeffaf organik fotodedektörler geliştirdiler ve gösterdiler. Bu yeni fotodedektörleri silikon hibrit görüntü sensörlerine dahil etmek birçok uygulama için yararlı olabilir. Bu uygulamalar arasında ışık tabanlı kalp atış hızı izleme, parmak izi tanıma ve yakındaki nesnelerin varlığını algılayan cihazlar yer alır.
Akıllı telefonlarda veya bilimsel kameralarda kullanılsın, günümüzdeki görüntüleme sensörlerinin çoğu CMOS teknolojisine ve ışık sinyallerini elektrik sinyallerine dönüştüren inorganik fotodedektörlere dayanmaktadır. Organik malzemelerden yapılmış fotodedektörler hassasiyeti artırmaya yardımcı olabildikleri için ilgi çekse de, şimdiye kadar yüksek performanslı organik fotodedektörler üretmek zor olmuştur.
Güney Kore'deki Ajou Üniversitesi'nden eş baş araştırmacı Sungjun Park şunları söyledi: "Organik fotodedektörleri seri üretim CMOS görüntü sensörlerine dahil etmek, büyük ölçekte üretimi kolay ve karanlıkta yüksek kare hızlarında keskin görüntüler üretmek için canlı görüntü tanıma yeteneğine sahip organik ışık emiciler gerektirir. Bu gereksinimleri karşılayabilen şeffaf, yeşile duyarlı organik fotodiyotlar geliştirdik."
Araştırmacılar, Optica dergisinde yeni organik fotodetektörü açıklıyor. Ayrıca, kırmızı ve mavi filtreli bir silikon fotodiyot üzerine şeffaf yeşil emici organik bir fotodetektörü yerleştirerek hibrit bir RGB görüntüleme sensörü oluşturdular.
Güney Kore'deki Samsung İleri Teknoloji Enstitüsü'nden (SAIT) araştırma ekibinin eş lideri Kyung-Bae Park şunları söyledi: "Hibrit organik tampon katmanının tanıtılması sayesinde, bu görüntü sensörlerinde kullanılan yeşil seçici ışık emici organik katman, farklı renk pikselleri arasındaki çapraz konuşmayı büyük ölçüde azaltıyor ve bu yeni tasarım, yüksek performanslı organik fotodiyotları çeşitli uygulamalar için görüntüleme modüllerinin ve fotosensörlerin önemli bir bileşeni haline getirebilir."
Daha pratik organik fotodedektörler
Çoğu organik malzeme sıcaklığa karşı hassasiyetleri nedeniyle seri üretime uygun değildir. Ya son işlem için kullanılan yüksek sıcaklıklara dayanamazlar ya da uzun süre orta sıcaklıklarda kullanıldıklarında kararsız hale gelirler. Bu zorluğun üstesinden gelmek için bilim insanları, kararlılığı, verimliliği ve tespiti iyileştirmek için fotodetektörün tampon katmanını değiştirmeye odaklandılar. Tespit edilebilirlik, bir sensörün zayıf sinyalleri ne kadar iyi tespit edebildiğinin bir ölçüsüdür. Sungjun Park, "Elektron taşıma katmanı olarak bir banyo bakır hattı (BCP) : C60 hibrit tampon katmanı tanıttık. Bu, organik fotodetektöre daha yüksek verimlilik ve gürültüyü azaltan son derece düşük karanlık akım gibi özel özellikler kazandırıyor" diyor. Fotodetektör, hibrit bir görüntü sensörü oluşturmak için kırmızı ve mavi filtreli bir silikon fotodiyot üzerine yerleştirilebilir.
Araştırmacılar yeni fotodetektörün geleneksel silikon fotodiyotlarınkine benzer algılama oranları sergilediğini gösteriyor. Dedektör 150 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda 2 saat boyunca stabil bir şekilde çalıştı ve 85 °C'de 30 gün boyunca uzun vadeli operasyonel stabilite gösterdi. Bu fotodetektörler ayrıca iyi renk performansı da gösteriyor.
Daha sonra mobil ve giyilebilir sensörler (CMOS görüntü sensörleri dahil), yakınlık sensörleri ve ekranlardaki parmak izi cihazları gibi çeşitli uygulamalar için yeni fotodedektörleri ve hibrit görüntü sensörlerini özelleştirmeyi planlıyorlar.
Gönderi zamanı: Tem-07-2023