آخرین نتایج تحقیقات ردیاب های نوری آلی

محققان ردیاب های نوری شفاف آلی شفاف جذب کننده نور سبز را توسعه داده و نشان داده اند که بسیار حساس و سازگار با روش های ساخت CMOS هستند. گنجاندن این آشکارسازهای نوری جدید در حسگرهای تصویر هیبریدی سیلیکونی می تواند برای بسیاری از کاربردها مفید باشد. این برنامه ها شامل نظارت بر ضربان قلب مبتنی بر نور، تشخیص اثر انگشت و دستگاه هایی هستند که وجود اشیاء نزدیک را تشخیص می دهند.

چه در گوشی‌های هوشمند و چه در دوربین‌های علمی، اکثر سنسورهای تصویربرداری امروزه مبتنی بر فناوری CMOS و آشکارسازهای نوری معدنی هستند که سیگنال‌های نور را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. اگرچه آشکارسازهای نوری ساخته شده از مواد آلی توجه را به خود جلب می کنند زیرا می توانند به بهبود حساسیت کمک کنند، اما تا کنون ثابت شده است که ساخت آشکارسازهای نوری آلی با کارایی بالا دشوار است.

یکی از محققان، سونگ جوون پارک، از دانشگاه آجو در کره جنوبی، گفت: «تلفیق ردیاب‌های نوری آلی در حسگرهای تصویر CMOS تولید انبوه، به جاذب‌های نور ارگانیک نیاز دارد که به راحتی در مقیاس بزرگ تولید می‌شوند و قادر به تشخیص تصویر واضح برای تولید تصاویر واضح هستند. با نرخ فریم بالا در تاریکی ما فوتودیودهای آلی شفاف و حساس به سبز را توسعه داده‌ایم که می‌توانند این نیازها را برآورده کنند.

محققان این ردیاب نوری آلی جدید را در مجله Optica توصیف کردند. آنها همچنین با قرار دادن یک آشکارساز نوری آلی جذب کننده سبز شفاف بر روی یک فتودیود سیلیکونی با فیلترهای قرمز و آبی، یک حسگر تصویربرداری ترکیبی RGB ایجاد کردند.

کیونگ بائه پارک، یکی از رهبران تیم تحقیقاتی موسسه فناوری پیشرفته سامسونگ (SAIT) در کره جنوبی، گفت: به لطف معرفی یک لایه بافر آلی ترکیبی، از لایه آلی جذب کننده نور انتخابی سبز استفاده شد. در این حسگرهای تصویر، تداخل بین پیکسل‌های رنگی مختلف را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و این طراحی جدید می‌تواند دیودهای نوری ارگانیک با کارایی بالا را به جزء اصلی ماژول‌های تصویربرداری و حسگرهای نوری برای کاربردهای مختلف تبدیل کند.

آشکارسازهای نوری آلی کاربردی تر

اکثر مواد آلی به دلیل حساسیت به دما برای تولید انبوه مناسب نیستند. آنها یا نمی توانند دماهای بالای مورد استفاده برای پس از درمان را تحمل کنند یا در صورت استفاده در دماهای متوسط ​​برای مدت طولانی ناپایدار می شوند. برای غلبه بر این چالش، دانشمندان بر اصلاح لایه بافر ردیاب نوری برای بهبود پایداری، کارایی و تشخیص تمرکز کرده‌اند. تشخیص پذیری معیاری است که نشان می دهد حسگر چقدر می تواند سیگنال های ضعیف را تشخیص دهد. Sungjun Park می گوید: "ما یک خط مس حمام (BCP) معرفی کردیم: لایه بافر هیبریدی C60 به عنوان لایه انتقال الکترون، که به ردیاب نوری آلی خواص ویژه ای می دهد، از جمله راندمان بالاتر و جریان تاریک بسیار کم، که نویز را کاهش می دهد. ردیاب نوری را می توان روی یک فتودیود سیلیکونی با فیلترهای قرمز و آبی قرار داد تا یک حسگر تصویر ترکیبی ایجاد کند.

محققان نشان می‌دهند که ردیاب نوری جدید نرخ‌های تشخیصی مشابه با دیودهای نوری سیلیکونی معمولی را نشان می‌دهد. آشکارساز به مدت 2 ساعت در دمای بالاتر از 150 درجه سانتیگراد به طور پایدار کار کرد و پایداری عملیاتی طولانی مدت را به مدت 30 روز در دمای 85 درجه سانتیگراد نشان داد. این ردیاب های نوری نیز عملکرد رنگی خوبی از خود نشان می دهند.

در مرحله بعد، آن‌ها قصد دارند ردیاب‌های نوری جدید و حسگرهای تصویر ترکیبی را برای برنامه‌های مختلف، مانند سنسورهای موبایل و پوشیدنی (از جمله سنسورهای تصویر CMOS)، حسگرهای مجاورت، و دستگاه‌های اثرانگشت روی نمایشگر، سفارشی کنند.