Даследчыкі распрацавалі і прадэманстравалі новыя празрыстыя арганічныя фотадэтэктары, якія паглынаюць зялёнае святло і з'яўляюцца высокаадчувальнымі і сумяшчальнымі з метадамі вытворчасці CMOS. Уключэнне гэтых новых фотадэтэктараў у сіліконавыя гібрыдныя датчыкі выявы можа быць карысным для многіх ужыванняў. Да гэтых ужыванняў адносяцца маніторынг сардэчнага рытму на аснове святла, распазнаванне адбіткаў пальцаў і прылады, якія выяўляюць прысутнасць блізкіх аб'ектаў.
Незалежна ад таго, выкарыстоўваюцца яны ў смартфонах ці навуковых камерах, большасць сучасных датчыкаў візуалізацыі заснаваны на тэхналогіі CMOS і неарганічных фотадэтэктарах, якія пераўтвараюць светлавыя сігналы ў электрычныя сігналы. Нягледзячы на тое, што фотадэтэктары, вырабленыя з арганічных матэрыялаў, прыцягваюць увагу, бо яны могуць дапамагчы палепшыць адчувальнасць, да гэтага часу аказалася складаным вырабляць высокапрадукцыйныя арганічныя фотадэтэктары.
Сувядучы даследчык Сунгджун Парк з Універсітэта Аджоу ў Паўднёвай Карэі сказаў: «Уключэнне арганічных фотадэтэктараў у масавыя CMOS-датчыкі выявы патрабуе арганічных паглынальнікаў святла, якія лёгка вырабляць у вялікіх маштабах і здольныя распазнаваць яркае выява, каб ствараць выразныя выявы з высокай частатой кадраў у цемры. Мы распрацавалі празрыстыя, адчувальныя да зялёнага святла арганічныя фотадыёды, якія могуць задаволіць гэтыя патрабаванні».
Даследчыкі апісваюць новы арганічны фотадэтэктар у часопісе Optica. Яны таксама стварылі гібрыдны RGB-датчык візуалізацыі, наклаўшы празрысты зялёны паглынальны арганічны фотадэтэктар на крэмніевы фотадыёд з чырвонымі і сінімі фільтрамі.
Кён-Бэ Парк, сукіраўнік даследчай групы з Паўднёвакарэйскага інстытута тэхналогій Samsung (SAIT), сказаў: «Дзякуючы ўкараненню гібрыднага арганічнага буфернага пласта, зялёны селектыўны святлопаглынальны арганічны пласт, які выкарыстоўваецца ў гэтых датчыках выявы, значна памяншае перакрыжаваныя перашкоды паміж пікселямі розных колераў, і гэтая новая канструкцыя можа зрабіць высокапрадукцыйныя арганічныя фотадыёды асноўным кампанентам модуляў візуалізацыі і фотадатчыкаў для розных ужыванняў».
Больш практычныя арганічныя фотадэтэктары
Большасць арганічных матэрыялаў не падыходзяць для масавай вытворчасці з-за іх адчувальнасці да тэмпературы. Яны альбо не могуць вытрымліваць высокіх тэмператур, якія выкарыстоўваюцца для пасляапрацоўкі, альбо становяцца нестабільнымі пры выкарыстанні пры ўмераных тэмпературах на працягу доўгага часу. Каб пераадолець гэтую праблему, навукоўцы засяродзіліся на мадыфікацыі буфернага пласта фотадэтэктара для паляпшэння стабільнасці, эфектыўнасці і выяўлення. Выяўляльнасць — гэта паказчык таго, наколькі добра датчык можа выяўляць слабыя сігналы. «Мы ўвялі гібрыдны буферны пласт з меднай лініі ванны (BCP): C60 у якасці электронна-транспартнага пласта, які надае арганічнаму фотадэтэктару асаблівыя ўласцівасці, у тым ліку больш высокую эфектыўнасць і надзвычай нізкі цёмны ток, што зніжае шум», — кажа Сунцзюнь Парк. Фотадэтэктар можна размясціць на крэмніевым фотадыёдзе з чырвоным і сінім фільтрамі для стварэння гібрыднага датчыка выявы.
Даследчыкі паказваюць, што новы фотадэтэктар дэманструе хуткасць выяўлення, параўнальную з паказчыкамі звычайных крэмніевых фотадыёдаў. Дэтэктар стабільна працаваў на працягу 2 гадзін пры тэмпературы вышэй за 150 °C і прадэманстраваў доўгатэрміновую стабільнасць працы на працягу 30 дзён пры 85 °C. Гэтыя фотадэтэктары таксама дэманструюць добрую каляровую прадукцыйнасць.
Далей яны плануюць распрацаваць новыя фотадэтэктары і гібрыдныя датчыкі выявы для розных ужыванняў, такіх як мабільныя і носныя датчыкі (у тым ліку CMOS-датчыкі выявы), датчыкі блізкасці і прылады для сканавання адбіткаў пальцаў на дысплеях.
Час публікацыі: 07 ліпеня 2023 г.