Revoluční organické fototranzistory: detekce světla nově definována!

Revoluční organické fototranzistory: detekce světla nově definována!

Vědci z Institutu pro aplikovanou fyziku na TU Drážďany ve spolupráci s Centrem pro technologický rozvoj v Německém centru pro astrofyziku (DZA) v Görlitz a TH Mittelhessen vyvinuli převratnou technologii. Představili nový organický fototranzistor schopný efektivně detekovat a uchovávat slabé světlo. Tyto výsledky byly nedávno publikovány v renomovaném časopise Nature Photonics, což podtrhuje důležitost a relevanci výzkumu. Jonas Schröder, první autor studie, zdůrazňuje, že nové světelné senzory jsou obzvláště kompaktní a nevyžadují složité dodatečné obvody.

Integrovaný úložný mechanismus fototranzistoru otevírá slibné nové aplikace, například v multispektrálním zobrazování a nákladově efektivních senzorových systémech. Fotodetektory jsou klíčovými součástmi moderních technologií od kamer přes senzorově řízené systémy řízení až po bezpečnostní systémy. Výzkumný tým představil novou technologii pro fotodetektory s vývojem tzv. Organic Permeable Base Transistor (OPBTs).

Inovativní technologie a vysoká citlivost

OPBT, což jsou vertikální tranzistory vyrobené z organických polovodičů, se vyznačují svou energetickou účinností a schopností tenkého nanášení. Dr. Johannes Benduhn, vedoucí skupiny OSENS, vysvětluje, že tyto tranzistory mohou zesílit signál prostřednictvím cíleného ukládání náboje. Citlivost OPBT je pozoruhodná: dosahují citlivosti až 10⁹A/W, která překračuje hodnoty běžných organických fotodetektorů.

Další pozoruhodnou vlastností této technologie je její adaptabilita na různé vlnové délky, včetně UV a infračerveného světla. V současném projektu ověřování OPTICUS je technologie dále rozvíjena s cílem zvýšit technologickou vyspělost a identifikovat nové oblasti použití. Skupina OSENS, která se skládá z odborníků v oblasti fyziky, materiálové vědy a inženýrství, sídlí na předsednictvu Optoelektroniky a hraje v tomto výzkumu ústřední roli.

Výhody oproti konvenčním technologiím

Nové organické fotodetektory nabízejí významné výhody oproti tradičním fotodetektorům na bázi křemíku. Některé z problémů ovlivňujících konvenční organické fotodetektory, jako je nedostatek fotonásobení pro detekci ultratenkého světla, byly tedy v OPBT překonány. Photogating v těchto fototranzistorech představuje účinnou metodu k dosažení výrazného foto-zisku.

Výroba těchto OPBT se provádí výhradně tepelným odpařováním, což zlepšuje jejich schopnost integrace do stávajících systémů. Mohou pracovat i při nízkém provozním napětí do 2 V a dosahovat spínací rychlosti téměř 100 MHz. Tyto vlastnosti z nich činí potenciální kandidáty pro aplikace jako fototranzistory pro slabé osvětlení a zařízení pro ukládání fotografií.

Výzkum organických fotodetektorů je rostoucí oblastí, ve které se neustále věnuje pozornost novým materiálům a architektuře zařízení. Navíc integrace do centimetrového infračerveného spektrometru ukázala slibné výsledky. S neustálým pokrokem v této oblasti bude přesná detekce světla hrát ústřední roli v budoucím technologickém vývoji.