Fototransistores orgánicos revolucionarios: ¡la detección de luz redefinida!

Fototransistores orgánicos revolucionarios: ¡la detección de luz redefinida!

Investigadores del Instituto de Física Aplicada de la Universidad Técnica de Dresde, en cooperación con el Centro para el Desarrollo Tecnológico del Centro Alemán de Astrofísica (DZA) en Görlitz y el TH Mittelhessen, han desarrollado una tecnología innovadora. Presentaron un nuevo fototransistor orgánico capaz de detectar y almacenar eficientemente la luz débil. Estos resultados se publicaron recientemente en la reconocida revista Nature Photonics, subrayando la importancia y relevancia de la investigación. Jonas Schröder, primer autor del estudio, destaca que los nuevos sensores de luz son especialmente compactos y no requieren complejos circuitos adicionales.

El mecanismo de almacenamiento integrado del fototransistor abre nuevas aplicaciones prometedoras, por ejemplo en imágenes multiespectrales y sistemas de sensores rentables. Los fotodetectores son componentes clave en las tecnologías modernas que van desde cámaras hasta sistemas de conducción controlados por sensores y sistemas de seguridad. El equipo de investigación ha presentado una nueva tecnología para fotodetectores con el desarrollo de los denominados transistores de base orgánica permeable (OPBT).

Tecnología innovadora y alta sensibilidad.

Los OPBT, que son transistores verticales fabricados a partir de semiconductores orgánicos, se caracterizan por su eficiencia energética y su capacidad de depositarse en capas finas. El Dr. Johannes Benduhn, jefe del grupo OSENS, explica que estos transistores pueden amplificar la señal mediante un almacenamiento de carga específico. La sensibilidad de los OPBT es destacable: alcanzan responsividades de hasta 10⁹A/W, que supera los valores de los fotodetectores orgánicos convencionales.

Otra característica destacable de esta tecnología es su adaptabilidad a diferentes longitudes de onda, incluidas la luz ultravioleta y la infrarroja. En el actual proyecto de validación OPTICUS, la tecnología se está desarrollando aún más para aumentar la madurez tecnológica e identificar nuevos campos de aplicación. El grupo OSENS, formado por expertos en física, ciencia de materiales e ingeniería, está ubicado en la Cátedra de Optoelectrónica y juega un papel central en esta investigación.

Ventajas sobre las tecnologías convencionales

Los nuevos fotodetectores orgánicos ofrecen importantes ventajas sobre los fotodetectores tradicionales basados ​​en silicio. Así, algunos de los desafíos que afectan a los fotodetectores orgánicos convencionales, como la falta de fotomultiplicación para la detección de luz ultrafina, se han superado en los OPBT. La fotoconexión en estos fototransistores representa un método eficaz para lograr una fotoganancia significativa.

La producción de estos OPBT se realiza íntegramente mediante evaporación térmica, lo que mejora su capacidad para integrarse en los sistemas existentes. También pueden funcionar con tensiones operativas bajas de hasta 2 V y alcanzar velocidades de conmutación de casi 100 MHz. Estas propiedades los convierten en candidatos potenciales para aplicaciones como fototransistores y dispositivos de almacenamiento de fotografías en condiciones de poca luz.

La investigación de fotodetectores orgánicos es un campo en crecimiento en el que los nuevos materiales y arquitecturas de dispositivos reciben atención constante. Además, la integración en un espectrómetro de infrarrojo cercano de un centímetro ha mostrado resultados prometedores. Con avances continuos en esta área, la detección precisa de la luz desempeñará un papel central en los futuros desarrollos tecnológicos.