Los investigadores han desarrollado y demostrado nuevos fotodetectores orgánicos transparentes que absorben la luz verde que son altamente sensibles y compatibles con los métodos de fabricación de CMOS. La incorporación de estos nuevos fotodetectores en sensores de imagen híbrida de silicona podría ser útil para muchas aplicaciones. Estas aplicaciones incluyen monitoreo de frecuencia cardíaca basada en la luz, reconocimiento de huellas digitales y dispositivos que detectan la presencia de objetos cercanos.
Ya sea que se use en teléfonos inteligentes o cámaras científicas, la mayoría de los sensores de imágenes hoy en día se basan en la tecnología CMOS y los fotodetectores inorgánicos que convierten las señales de luz en señales eléctricas. Aunque los fotodetectores hechos de materiales orgánicos están atrayendo la atención porque pueden ayudar a mejorar la sensibilidad, hasta ahora ha demostrado ser difícil fabricar fotodetectores orgánicos de alto rendimiento.
El investigador co-líder Sungjun Park, de la Universidad de Ajou en Corea del Sur, dijo: “La incorporación de fotodetectores orgánicos en sensores de imagen CMOS producidos en masa requiere absorbentes de luz orgánica que sean fáciles de fabricar a gran escala y capaces de un reconocimiento de imágenes vívidas para producir imágenes nítidas a altas velocidades de cuadros en la oscuridad. Hemos desarrollado fotodiodos orgánicos transparentes y sensibles a los verdes que pueden cumplir con estos requisitos ”.
Los investigadores describen el nuevo fotodetector orgánico en la revista Optica. También crearon un sensor de imágenes RGB híbrido superponiendo un fotodetector orgánico de absorción verde que absorbe en verde en un fotodiodo de silicio con filtros rojos y azules.
Kyung-Bae Park, co-líder del equipo de investigación del Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) en Corea del Sur, dijo: “Gracias a la introducción de una capa de amortiguación orgánica híbrida, la capa orgánica orgánica de alto contenido de luz selectiva de luz, y este nuevo diseño, se utiliza una capa orgánica de alto contenido de luz utilizado en estos sensores de imágenes. Fotosensores para una variedad de aplicaciones ".
Fotodetectores orgánicos más prácticos
La mayoría de los materiales orgánicos no son adecuados para la producción en masa debido a su sensibilidad a la temperatura. O no pueden soportar las altas temperaturas utilizadas para el posterior tratamiento o se vuelven inestables cuando se usan a temperaturas moderadas durante largos períodos de tiempo. Para superar este desafío, los científicos se han centrado en modificar la capa de amortiguación del fotodetector para mejorar la estabilidad, la eficiencia y la detección. La detectabilidad es una medida de qué tan bien un sensor puede detectar señales débiles. "Introdujimos una línea de cobre de baño (BCP): capa de tampón híbrido C60 como la capa de transporte de electrones, que proporciona al fotodetector orgánico propiedades especiales, incluida una mayor eficiencia y una corriente oscura extremadamente baja, lo que reduce el ruido", dice Sungjun Park. El fotodetector se puede colocar en un fotodiodo de silicio con filtros rojos y azules para crear un sensor de imagen híbrido.
Los investigadores muestran que el nuevo fotodetector exhibe tasas de detección comparables a las de los fotodiodos de silicio convencionales. El detector funcionó de manera estable durante 2 horas a temperaturas superiores a 150 ° C y mostró estabilidad operativa a largo plazo durante 30 días a 85 ° C. Estos fotodetectores también muestran un buen rendimiento del color.
A continuación, planean personalizar nuevos fotodetectores y sensores de imágenes híbridas para una variedad de aplicaciones, como sensores móviles y portátiles (incluidos sensores de imagen CMOS), sensores de proximidad y dispositivos de huellas digitales en pantallas.
Tiempo de publicación: Jul-07-2023