Mae ymchwilwyr wedi datblygu a dangos ffotosynwyryddion ffotosynwyrydd organig tryloyw sy'n amsugno golau gwyrdd newydd sy'n sensitif iawn ac yn gydnaws â dulliau gweithgynhyrchu CMOS. Gallai ymgorffori'r ffotosynwyryddion newydd hyn mewn synwyryddion delwedd hybrid silicon fod yn ddefnyddiol ar gyfer llawer o gymwysiadau. Mae'r cymwysiadau hyn yn cynnwys monitro cyfradd curiad y galon yn seiliedig ar olau, adnabod olion bysedd a dyfeisiau sy'n canfod presenoldeb gwrthrychau cyfagos.
P'un a ydynt yn cael eu defnyddio mewn ffonau smart neu gamerâu gwyddonol, mae'r rhan fwyaf o synwyryddion delweddu heddiw yn seiliedig ar dechnoleg CMOS a ffotosynwyryddion anorganig sy'n trosi signalau golau yn signalau trydanol. Er bod ffotosynwyryddion wedi'u gwneud o ddeunyddiau organig yn denu sylw oherwydd y gallant helpu i wella sensitifrwydd, hyd yn hyn mae wedi bod yn anodd cynhyrchu ffotosynwyryddion organig perfformiad uchel.
Meddai’r cyd-ymchwilydd arweiniol Sungjun Park, o Brifysgol Ajou yn Ne Korea: “Mae ymgorffori ffotosynwyryddion organig mewn synwyryddion delwedd CMOS wedi’u masgynhyrchu yn gofyn am amsugyddion golau organig sy’n hawdd eu gweithgynhyrchu ar raddfa fawr ac sy’n gallu adnabod delweddau byw i gynhyrchu delweddau miniog. ar gyfraddau ffrâm uchel yn y tywyllwch. Rydym wedi datblygu ffotodiodau organig tryloyw, gwyrdd-sensitif sy’n gallu bodloni’r gofynion hyn.”
Mae'r ymchwilwyr yn disgrifio'r ffotosynhwyrydd organig newydd yn y cyfnodolyn Optica. Fe wnaethon nhw hefyd greu synhwyrydd delweddu RGB hybrid trwy arosod synhwyrydd ffoto-synhwyrydd organig sy'n amsugno gwyrdd tryloyw ar ffotodiod silicon gyda hidlwyr coch a glas.
Dywedodd Kyung-Bae Park, cyd-arweinydd y tîm ymchwil o Sefydliad Technoleg Uwch Samsung (SAIT) yn Ne Korea: “Diolch i gyflwyno haen byffer organig hybrid, mae’r haen organig sy’n amsugno golau gwyrdd-ddetholus a ddefnyddir. yn y synwyryddion delwedd hyn yn lleihau crosstalk rhwng gwahanol bicseli lliw yn fawr, a gallai'r dyluniad newydd hwn wneud photodiodes organig perfformiad uchel yn elfen fawr o fodiwlau delweddu a ffotosynwyryddion ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau."
Mwy o ffotosynwyryddion organig ymarferol
Nid yw'r rhan fwyaf o ddeunyddiau organig yn addas ar gyfer cynhyrchu màs oherwydd eu sensitifrwydd i dymheredd. Ni allant naill ai wrthsefyll y tymereddau uchel a ddefnyddir ar gyfer ôl-driniaeth neu ddod yn ansefydlog pan gânt eu defnyddio ar dymheredd cymedrol am gyfnodau hir o amser. Er mwyn goresgyn yr her hon, mae gwyddonwyr wedi canolbwyntio ar addasu haen glustogi'r ffotosynhwyrydd i wella sefydlogrwydd, effeithlonrwydd a chanfod. Mae canfodadwyedd yn fesur o ba mor dda y gall synhwyrydd ganfod signalau gwan. “Fe wnaethom gyflwyno llinell gopr bath (BCP): haen glustogi hybrid C60 fel yr haen cludo electronau, sy'n rhoi priodweddau arbennig i'r ffotosynhwyrydd organig, gan gynnwys effeithlonrwydd uwch a cherrynt tywyll hynod o isel, sy'n lleihau sŵn,” meddai Sungjun Park. Gellir gosod y ffotodetector ar ffotodiode silicon gyda hidlwyr coch a glas i greu synhwyrydd delwedd hybrid.
Mae'r ymchwilwyr yn dangos bod y ffotosynhwyrydd newydd yn arddangos cyfraddau canfod tebyg i rai ffotodiodes silicon confensiynol. Bu'r synhwyrydd yn gweithredu'n sefydlog am 2 awr ar dymheredd uwch na 150 ° C a dangosodd sefydlogrwydd gweithredol hirdymor am 30 diwrnod ar 85 ° C. Mae'r ffotosynwyryddion hyn hefyd yn dangos perfformiad lliw da.
Nesaf, maent yn bwriadu addasu ffotosynwyryddion newydd a synwyryddion delwedd hybrid ar gyfer amrywiaeth o gymwysiadau, megis synwyryddion symudol a gwisgadwy (gan gynnwys synwyryddion delwedd CMOS), synwyryddion agosrwydd, a dyfeisiau olion bysedd ar arddangosfeydd.
Amser post: Gorff-07-2023