Tutkijat ovat kehittäneet ja osoittaneet uusia vihreää valoa absorboivia läpinäkyviä orgaanisia valoilmaisimia, jotka ovat erittäin herkkiä ja yhteensopivia CMOS-valmistusmenetelmien kanssa. Näiden uusien valoilmaisimien sisällyttäminen silikonihybridikuvasensoreihin voi olla hyödyllistä monissa sovelluksissa. Näitä sovelluksia ovat valopohjainen sykemittaus, sormenjälkien tunnistus ja laitteet, jotka havaitsevat lähellä olevien kohteiden läsnäolon.
Käytetäänpä niitä älypuhelimissa tai tieteellisissä kameroissa, useimmat kuvantamisanturit perustuvat nykyään CMOS-tekniikkaan ja epäorgaanisiin valoantureisiin, jotka muuntavat valosignaalit sähköisiksi signaaleiksi. Vaikka orgaanisista materiaaleista valmistetut valodetektorit herättävät huomiota, koska ne voivat auttaa parantamaan herkkyyttä, korkean suorituskyvyn orgaanisten valoilmaisimien valmistaminen on toistaiseksi osoittautunut vaikeaksi.
Tutkija Sungjun Park Etelä-Korean Ajou-yliopistosta sanoi: "Orgaanisten valoilmaisimien sisällyttäminen massatuotetuihin CMOS-kuvaantureihin vaatii orgaanisia valonvaimentimia, jotka on helppo valmistaa suuressa mittakaavassa ja jotka pystyvät tunnistamaan eloisia kuvia terävien kuvien tuottamiseksi. korkealla kuvanopeudella pimeässä. Olemme kehittäneet läpinäkyviä, vihreälle herkkiä orgaanisia valodiodeja, jotka voivat täyttää nämä vaatimukset."
Tutkijat kuvaavat uutta orgaanista valodetektoria Optica-lehdessä. He loivat myös hybridi-RGB-kuvaanturin asettamalla läpinäkyvän vihreän absorboivan orgaanisen valotunnistimen piivalodiodin päälle punaisilla ja sinisillä suodattimilla.
Kyung-Bae Park, Etelä-Korean Samsung Advanced Institute of Technologyn (SAIT) tutkimusryhmän toinen johtaja, sanoi: "Orgaanisen hybridipuskurikerroksen käyttöönoton ansiosta käytetään vihreää selektiivistä valoa absorboivaa orgaanista kerrosta. Näissä kuvasensoreissa vähentää huomattavasti eri väripikseleiden välistä ylikuulumista, ja tämä uusi muotoilu voisi tehdä korkean suorituskyvyn orgaanisista valodiodeista tärkeän osan kuvantamismoduuleista ja valosensoreista useisiin eri sovelluksiin.
Käytännöllisempiä orgaanisia valoilmaisimia
Useimmat orgaaniset materiaalit eivät sovellu massatuotantoon niiden lämpötilaherkkyyden vuoksi. Ne joko eivät kestä jälkikäsittelyssä käytettyjä korkeita lämpötiloja tai muuttuvat epävakaiksi, kun niitä käytetään kohtuullisissa lämpötiloissa pitkiä aikoja. Tämän haasteen voittamiseksi tutkijat ovat keskittyneet muokkaamaan valoilmaisimen puskurikerrosta vakauden, tehokkuuden ja havaitsemisen parantamiseksi. Tunnistettavuus on mitta siitä, kuinka hyvin anturi pystyy havaitsemaan heikot signaalit. "Otimme käyttöön kylpykuparilinjan (BCP): C60 hybridipuskurikerroksen elektronien siirtokerroksena, joka antaa orgaaniselle valoilmaisimelle erityisiä ominaisuuksia, kuten korkeamman tehokkuuden ja erittäin alhaisen tummavirran, mikä vähentää melua", Sungjun Park sanoo. Valodetektori voidaan sijoittaa piivalodiodille, jossa on punainen ja sininen suodatin hybridikuvasensorin luomiseksi.
Tutkijat osoittavat, että uuden valoilmaisimen havaitsemisnopeudet ovat verrattavissa tavanomaisten piivalodiodien havaitsemiseen. Ilmaisin toimi vakaasti 2 tuntia yli 150 °C:n lämpötiloissa ja osoitti pitkäaikaista toimintastabiilisuutta 30 päivän ajan 85 °C:ssa. Nämä valotunnistimet osoittavat myös hyvän värin suorituskyvyn.
Seuraavaksi he aikovat räätälöidä uusia valoilmaisimia ja hybridikuvaantureita erilaisiin sovelluksiin, kuten mobiili- ja puetettaviin sensoreihin (mukaan lukien CMOS-kuvaanturit), läheisyysantureita ja sormenjälkilaitteita näytöille.
Postitusaika: 7.7.2023