Революционни органични фототранзистори: предефинирано откриване на светлина!

Революционни органични фототранзистори: предефинирано откриване на светлина!

Изследователи от Института за приложна физика към TU Dresden, в сътрудничество с Центъра за технологично развитие към Германския център за астрофизика (DZA) в Görlitz и TH Mittelhessen, разработиха новаторска технология. Те представиха нов органичен фототранзистор, способен ефективно да открива и съхранява слаба светлина. Тези резултати бяха публикувани наскоро в известното списание Nature Photonics, което подчертава важността и уместността на изследването. Йонас Шрьодер, първият автор на изследването, подчертава, че новите светлинни сензори са особено компактни и не изискват сложни допълнителни схеми.

Интегрираният механизъм за съхранение на фототранзистора отваря обещаващи нови приложения, например в мултиспектрални изображения и рентабилни сензорни системи. Фотодетекторите са ключови компоненти в съвременните технологии, вариращи от камери до сензорно контролирани системи за шофиране до системи за сигурност. Изследователският екип представи нова технология за фотодетектори с разработването на така наречените органични пропускливи базови транзистори (OPBT).

Иновативна технология и висока чувствителност

OPBT, които са вертикални транзистори, изработени от органични полупроводници, се характеризират със своята енергийна ефективност и способността да бъдат тънко отложени. Д-р Йоханес Бендун, ръководител на групата OSENS, обяснява, че тези транзистори могат да усилят сигнала чрез целево съхранение на заряда. Чувствителността на OPBT е забележителна: те постигат чувствителност до 10⁹A/W, което надвишава стойностите на конвенционалните органични фотодетектори.

Друга забележителна характеристика на тази технология е нейната адаптивност към различни дължини на вълните, включително UV и инфрачервена светлина. В настоящия проект за валидиране на OPTICUS технологията се доразвива, за да се увеличи технологичната зрялост и да се идентифицират нови области на приложение. Групата OSENS, която се състои от експерти по физика, материалознание и инженерство, се намира в катедрата по оптоелектроника и играе централна роля в това изследване.

Предимства пред конвенционалните технологии

Новите органични фотодетектори предлагат значителни предимства пред традиционните фотодетектори на основата на силиций. По този начин някои от предизвикателствата, засягащи конвенционалните органични фотодетектори, като липсата на фотоумножение за откриване на ултратънка светлина, са преодолени в OPBT. Фотострирането в тези фототранзистори представлява ефективен метод за постигане на значително фотоусилване.

Производството на тези OPBT се извършва изцяло чрез термично изпаряване, което подобрява способността им да бъдат интегрирани в съществуващи системи. Те могат да работят и при ниски работни напрежения до 2 V и да постигат скорости на превключване от почти 100 MHz. Тези свойства ги правят потенциални кандидати за приложения като фототранзистори при слаба светлина и устройства за съхранение на снимки.

Изследванията на органични фотодетектори са нарастваща област, в която новите материали и архитектури на устройства получават непрекъснато внимание. В допълнение, интегрирането в близък инфрачервен спектрометър с размер на сантиметър показа обещаващи резултати. С продължаващия напредък в тази област прецизното откриване на светлина ще играе централна роля в бъдещото технологично развитие.