آخرین نتایج تحقیقات در مورد آشکارسازهای نوری آلی

محققان آشکارسازهای نوری آلی شفاف جدیدی را توسعه داده و به نمایش گذاشته‌اند که نور سبز را جذب می‌کنند و بسیار حساس و سازگار با روش‌های تولید CMOS هستند. گنجاندن این آشکارسازهای نوری جدید در حسگرهای تصویر هیبریدی سیلیکونی می‌تواند برای بسیاری از کاربردها مفید باشد. این کاربردها شامل نظارت بر ضربان قلب مبتنی بر نور، تشخیص اثر انگشت و دستگاه‌هایی است که وجود اشیاء نزدیک را تشخیص می‌دهند.

چه در تلفن‌های هوشمند و چه در دوربین‌های علمی استفاده شوند، امروزه اکثر حسگرهای تصویربرداری مبتنی بر فناوری CMOS و آشکارسازهای نوری معدنی هستند که سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. اگرچه آشکارسازهای نوری ساخته شده از مواد آلی به دلیل کمک به بهبود حساسیت، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، اما تاکنون تولید آشکارسازهای نوری آلی با عملکرد بالا دشوار بوده است.

سونگجون پارک، محقق ارشد از دانشگاه آجو در کره جنوبی، گفت: «استفاده از آشکارسازهای نوری آلی در حسگرهای تصویر CMOS تولید انبوه، نیازمند جاذب‌های نور آلی است که به راحتی در مقیاس بزرگ قابل تولید باشند و قادر به تشخیص تصویر واضح برای تولید تصاویر واضح با نرخ فریم بالا در تاریکی باشند. ما دیودهای نوری آلی شفاف و حساس به نور سبز را توسعه داده‌ایم که می‌توانند این الزامات را برآورده کنند.»

محققان این آشکارساز نوری آلی جدید را در مجله Optica شرح داده‌اند. آنها همچنین با قرار دادن یک آشکارساز نوری آلی شفاف جاذب رنگ سبز بر روی یک دیود نوری سیلیکونی با فیلترهای قرمز و آبی، یک حسگر تصویربرداری RGB هیبریدی ایجاد کرده‌اند.

کیونگ-بائه پارک، سرپرست مشترک تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری پیشرفته سامسونگ (SAIT) در کره جنوبی، گفت: «به لطف معرفی یک لایه بافر آلی هیبریدی، لایه آلی جاذب نور سبز-گزینشی که در این حسگرهای تصویر استفاده می‌شود، تداخل بین پیکسل‌های رنگی مختلف را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و این طراحی جدید می‌تواند فوتودیودهای آلی با کارایی بالا را به جزء اصلی ماژول‌های تصویربرداری و فوتوحسگرها برای کاربردهای متنوع تبدیل کند.»

آشکارسازهای نوری آلی کاربردی‌تر

بیشتر مواد آلی به دلیل حساسیت به دما برای تولید انبوه مناسب نیستند. آنها یا نمی‌توانند در برابر دماهای بالای مورد استفاده برای پس از عملیات مقاومت کنند یا وقتی برای مدت طولانی در دماهای متوسط ​​استفاده می‌شوند، ناپایدار می‌شوند. برای غلبه بر این چالش، دانشمندان بر اصلاح لایه بافر آشکارساز نوری تمرکز کرده‌اند تا پایداری، کارایی و تشخیص را بهبود بخشند. قابلیت تشخیص، معیاری از میزان توانایی یک حسگر در تشخیص سیگنال‌های ضعیف است. سونگجون پارک می‌گوید: «ما یک لایه بافر هیبریدی خط مسی حمام (BCP): C60 را به عنوان لایه انتقال الکترون معرفی کردیم که به آشکارساز نوری آلی خواص ویژه‌ای از جمله کارایی بالاتر و جریان تاریک بسیار کم می‌دهد که باعث کاهش نویز می‌شود.» آشکارساز نوری را می‌توان روی یک دیود نوری سیلیکونی با فیلترهای قرمز و آبی قرار داد تا یک حسگر تصویر هیبریدی ایجاد شود.

محققان نشان می‌دهند که این آشکارساز نوری جدید، نرخ‌های تشخیصی قابل مقایسه با فوتودیودهای سیلیکونی مرسوم را نشان می‌دهد. این آشکارساز به مدت ۲ ساعت در دمای بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد به طور پایدار کار کرد و به مدت ۳۰ روز در دمای ۸۵ درجه سانتیگراد پایداری عملیاتی طولانی‌مدت نشان داد. این آشکارسازهای نوری همچنین عملکرد رنگی خوبی از خود نشان می‌دهند.

در مرحله بعد، آنها قصد دارند آشکارسازهای نوری جدید و حسگرهای تصویر هیبریدی را برای کاربردهای متنوعی مانند حسگرهای موبایل و پوشیدنی (از جمله حسگرهای تصویر CMOS)، حسگرهای مجاورت و دستگاه‌های اثر انگشت روی نمایشگرها سفارشی‌سازی کنند.