Penyelidik telah membangunkan dan menunjukkan pengesan foto organik telus menyerap cahaya hijau baharu yang sangat sensitif dan serasi dengan kaedah pembuatan CMOS. Menggabungkan pengesan foto baharu ini ke dalam penderia imej hibrid silikon boleh berguna untuk banyak aplikasi. Aplikasi ini termasuk pemantauan kadar denyutan jantung berasaskan cahaya, pengecaman cap jari dan peranti yang mengesan kehadiran objek berdekatan.
Sama ada digunakan dalam telefon pintar atau kamera saintifik, kebanyakan penderia pengimejan hari ini adalah berdasarkan teknologi CMOS dan pengesan foto tak organik yang menukar isyarat cahaya kepada isyarat elektrik. Walaupun pengesan foto yang diperbuat daripada bahan organik menarik perhatian kerana ia boleh membantu meningkatkan kepekaan, ia setakat ini terbukti sukar untuk mengeluarkan pengesan foto organik berprestasi tinggi.
Penyelidik utama bersama Sungjun Park, dari Universiti Ajou di Korea Selatan, berkata: "Menggabungkan pengesan foto organik ke dalam penderia imej CMOS yang dihasilkan secara besar-besaran memerlukan penyerap cahaya organik yang mudah dihasilkan pada skala besar dan mampu pengecaman imej yang jelas untuk menghasilkan imej yang tajam. pada kadar bingkai yang tinggi dalam gelap. Kami telah membangunkan fotodiod organik yang telus dan peka hijau yang boleh memenuhi keperluan ini."
Para penyelidik menerangkan pengesan foto organik baru dalam jurnal Optica. Mereka juga mencipta sensor pengimejan RGB hibrid dengan menindih pengesan foto organik penyerap hijau lutsinar ke fotodiod silikon dengan penapis merah dan biru.
Kyung-Bae Park, ketua bersama pasukan penyelidikan dari Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) di Korea Selatan, berkata: “Terima kasih kepada pengenalan lapisan penimbal organik hibrid, lapisan organik penyerap cahaya terpilih hijau digunakan dalam penderia imej ini sangat mengurangkan crosstalk antara piksel warna yang berbeza, dan reka bentuk baharu ini boleh menjadikan fotodiod organik berprestasi tinggi sebagai komponen utama modul pengimejan dan sensor foto untuk pelbagai aplikasi."
Pengesan foto organik yang lebih praktikal
Kebanyakan bahan organik tidak sesuai untuk pengeluaran besar-besaran kerana kepekaannya terhadap suhu. Mereka sama ada tidak dapat menahan suhu tinggi yang digunakan untuk selepas rawatan atau menjadi tidak stabil apabila digunakan pada suhu sederhana untuk jangka masa yang lama. Untuk mengatasi cabaran ini, saintis telah menumpukan pada mengubah suai lapisan penimbal pengesan foto untuk meningkatkan kestabilan, kecekapan dan pengesanan. Kebolehkesanan ialah ukuran sejauh mana penderia dapat mengesan isyarat lemah. "Kami memperkenalkan garisan tembaga mandian (BCP): lapisan penimbal hibrid C60 sebagai lapisan pengangkutan elektron, yang memberikan sifat istimewa pengesan foto organik, termasuk kecekapan yang lebih tinggi dan arus gelap yang sangat rendah, yang mengurangkan hingar," kata Sungjun Park. Pengesan foto boleh diletakkan pada fotodiod silikon dengan penapis merah dan biru untuk mencipta penderia imej hibrid.
Para penyelidik menunjukkan bahawa pengesan foto baharu mempamerkan kadar pengesanan yang setanding dengan fotodiod silikon konvensional. Pengesan beroperasi secara stabil selama 2 jam pada suhu melebihi 150 °C dan menunjukkan kestabilan operasi jangka panjang selama 30 hari pada 85 °C. Pengesan foto ini juga menunjukkan prestasi warna yang baik.
Seterusnya, mereka merancang untuk menyesuaikan pengesan foto baharu dan penderia imej hibrid untuk pelbagai aplikasi, seperti penderia mudah alih dan boleh pakai (termasuk penderia imej CMOS), penderia jarak dan peranti cap jari pada paparan.
Masa siaran: Jul-07-2023