Os pesquisadores desenvolveram e demonstraram novos fotodetectores orgânicos transparentes que absorvem luz verde que são altamente sensíveis e compatíveis com os métodos de fabricação de CMOs. A incorporação desses novos fotodetectores em sensores de imagem híbrida de silicone pode ser útil para muitas aplicações. Essas aplicações incluem monitoramento da freqüência cardíaca à base de luz, reconhecimento de impressões digitais e dispositivos que detectam a presença de objetos próximos.
Seja usado em smartphones ou câmeras científicas, a maioria dos sensores de imagem hoje é baseada na tecnologia CMOS e fotodetectores inorgânicos que convertem sinais de luz em sinais elétricos. Embora os fotodetectores feitos de materiais orgânicos estejam atraindo atenção porque podem ajudar a melhorar a sensibilidade, até agora se mostrou difícil fabricar fotodetectores orgânicos de alto desempenho.
O pesquisador co-líder Sungjun Park, da Universidade de Ajou, na Coréia do Sul, disse: “A incorporação de fotodetectores orgânicos em sensores de imagem CMOS produzidos em massa requer absorvedores de luzes orgânicos fáceis de fabricar em larga escala e capaz de reconhecimento de imagem vívida para produzir imagens nítidas em altas taxas de quadros no escuro. Desenvolvemos fotodiodos orgânicos transparentes e sensíveis ao verde que podem atender a esses requisitos. ”
Os pesquisadores descrevem o novo fotodetector orgânico na revista Optica. Eles também criaram um sensor híbrido de imagem RGB, sobrepondo um fotodetector orgânico de absorção verde transparente em um fotodiodo de silício com filtros vermelhos e azuis.
Kyung-Bae Park, co-leader of the research team from the Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) in South Korea, said: “Thanks to the introduction of a hybrid organic buffer layer, the green-selective light-absorbing organic layer used in these image sensors greatly reduces crosstalk between different color pixels, and this new design could make high-performance organic photodiodes a major component of imaging Módulos e fotossensores para uma variedade de aplicações. ”
Fotodetectores orgânicos mais práticos
A maioria dos materiais orgânicos não é adequada para a produção em massa devido à sua sensibilidade à temperatura. Eles não podem suportar as altas temperaturas usadas para pós-tratamento ou se tornam instáveis quando usadas em temperaturas moderadas por longos períodos de tempo. Para superar esse desafio, os cientistas se concentraram em modificar a camada de tampão do fotodetector para melhorar a estabilidade, a eficiência e a detecção. A detectabilidade é uma medida de quão bem um sensor pode detectar sinais fracos. “Introduzimos uma linha de cobre de banho (BCP): Camada tampão híbrida C60 como camada de transporte de elétrons, que fornece propriedades especiais de fotodetector orgânico, incluindo maior eficiência e corrente escura extremamente baixa, o que reduz o ruído”, diz Sungjun Park. O fotodetector pode ser colocado em um fotodiodo de silício com filtros vermelhos e azuis para criar um sensor de imagem híbrido.
Os pesquisadores mostram que o novo fotodetector exibe taxas de detecção comparáveis às dos fotodiodos convencionais de silício. O detector operava de forma estável por 2 horas a temperaturas acima de 150 ° C e mostrou estabilidade operacional a longo prazo por 30 dias a 85 ° C. Esses fotodetectores também mostram um bom desempenho de cores.
Em seguida, eles planejam personalizar novos fotodetectores e sensores de imagem híbrida para uma variedade de aplicações, como sensores móveis e vestíveis (incluindo sensores de imagem CMOS), sensores de proximidade e dispositivos de impressão digital nos monitores.
Hora de postagem: JUL-07-2023