Para peneliti telah mengembangkan dan menunjukkan fotodetektor organik transparan lampu hijau baru yang sangat sensitif dan kompatibel dengan metode pembuatan CMOS. Memasukkan fotodetektor baru ini ke dalam sensor gambar hibrida silikon dapat berguna untuk banyak aplikasi. Aplikasi ini termasuk pemantauan detak jantung berbasis cahaya, pengenalan sidik jari dan perangkat yang mendeteksi keberadaan objek di dekatnya.
Apakah digunakan dalam smartphone atau kamera ilmiah, sebagian besar sensor pencitraan saat ini didasarkan pada teknologi CMOS dan fotodetektor anorganik yang mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik. Meskipun fotodetektor yang terbuat dari bahan organik menarik perhatian karena mereka dapat membantu meningkatkan sensitivitas, sejauh ini terbukti sulit untuk memproduksi fotodetektor organik berkinerja tinggi.
Peneliti co-lead Sungjun Park, dari Ajou University di Korea Selatan, mengatakan: “Menggabungkan fotodetektor organik ke dalam sensor gambar CMOS yang diproduksi secara massal membutuhkan peredam cahaya organik yang mudah diproduksi dalam skala besar dan mampu pengenalan gambar yang jelas untuk menghasilkan gambar tajam pada laju kerangka tinggi dalam gelap. Kami telah mengembangkan fotodioda organik yang peka terhadap hijau yang dapat memenuhi persyaratan ini. ”
Para peneliti menggambarkan fotodetektor organik baru dalam jurnal Optica. Mereka juga menciptakan sensor pencitraan RGB hibrida dengan menempatkan fotodetektor organik penyerap hijau transparan ke fotodioda silikon dengan filter merah dan biru.
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 modul dan fotosensor untuk berbagai aplikasi. ”
Fotodetektor organik yang lebih praktis
Sebagian besar bahan organik tidak cocok untuk produksi massal karena sensitivitasnya terhadap suhu. Mereka tidak dapat menahan suhu tinggi yang digunakan untuk pasca perawatan atau menjadi tidak stabil ketika digunakan pada suhu sedang untuk jangka waktu yang lama. Untuk mengatasi tantangan ini, para ilmuwan telah fokus pada memodifikasi lapisan buffer fotodetektor untuk meningkatkan stabilitas, efisiensi, dan deteksi. Detectability adalah ukuran seberapa baik sensor dapat mendeteksi sinyal yang lemah. “Kami memperkenalkan garis tembaga mandi (BCP): lapisan buffer hibrida C60 sebagai lapisan transpor elektron, yang memberikan sifat khusus fotodetektor organik, termasuk efisiensi yang lebih tinggi dan arus gelap yang sangat rendah, yang mengurangi kebisingan,” kata Sungjun Park. Fotodetektor dapat ditempatkan pada fotodioda silikon dengan filter merah dan biru untuk membuat sensor gambar hibrida.
Para peneliti menunjukkan bahwa fotodetektor baru menunjukkan tingkat deteksi yang sebanding dengan fotodioda silikon konvensional. Detektor dioperasikan secara stabil selama 2 jam pada suhu di atas 150 ° C dan menunjukkan stabilitas operasional jangka panjang selama 30 hari pada 85 ° C. Fotodetektor ini juga menunjukkan kinerja warna yang baik.
Selanjutnya, mereka berencana untuk menyesuaikan fotodetektor baru dan sensor gambar hibrida untuk berbagai aplikasi, seperti sensor seluler dan yang dapat dipakai (termasuk sensor gambar CMOS), sensor kedekatan, dan perangkat sidik jari pada display.
Waktu posting: Jul-07-2023