Revolucionarni organski fototranzistori: detekcija svjetlosti redefinirana!

Revolucionarni organski fototranzistori: detekcija svjetlosti redefinirana!

Istraživači na Institutu za primijenjenu fiziku na TU Dresden, u suradnji s Centrom za razvoj tehnologije pri Njemačkom centru za astrofiziku (DZA) u Görlitzu i TH Mittelhessen, razvili su revolucionarnu tehnologiju. Predstavili su novi organski fototranzistor sposoban učinkovito detektirati i pohraniti slabu svjetlost. Ovi su rezultati nedavno objavljeni u renomiranom časopisu Nature Photonics, naglašavajući važnost i relevantnost istraživanja. Jonas Schröder, prvi autor studije, naglašava da su novi svjetlosni senzori posebno kompaktni i ne zahtijevaju složene dodatne sklopove.

Integrirani mehanizam za pohranjivanje fototranzistora otvara obećavajuće nove primjene, na primjer u multispektralnom snimanju i troškovno učinkovitim senzorskim sustavima. Fotodetektori su ključne komponente u modernim tehnologijama, od kamera do senzorski kontroliranih sustava za vožnju do sigurnosnih sustava. Istraživački tim je predstavio novu tehnologiju za fotodetektore s razvojem takozvanih Organic Permeable Base Transistors (OPBT).

Inovativna tehnologija i visoka osjetljivost

OPBT-ovi, koji su vertikalni tranzistori napravljeni od organskih poluvodiča, karakterizirani su svojom energetskom učinkovitošću i sposobnošću tankog taloženja. Dr. Johannes Benduhn, voditelj OSENS grupe, objašnjava da ovi tranzistori mogu pojačati signal pomoću ciljanog pohranjivanja naboja. Osjetljivost OPBT-a je izvanredna: oni postižu osjetljivost do 10⁹A/W, što premašuje vrijednosti konvencionalnih organskih fotodetektora.

Još jedna značajna značajka ove tehnologije je njezina prilagodljivost različitim valnim duljinama, uključujući UV i infracrveno svjetlo. U trenutnom OPTICUS projektu validacije, tehnologija se dalje razvija kako bi se povećala tehnološka zrelost i identificirala nova područja primjene. Skupina OSENS, koju čine stručnjaci iz područja fizike, znanosti o materijalima i inženjerstva, nalazi se na Katedri za optoelektroniku i ima središnju ulogu u ovom istraživanju.

Prednosti u odnosu na konvencionalne tehnologije

Novi organski fotodetektori nude značajne prednosti u odnosu na tradicionalne fotodetektore na bazi silicija. Stoga su neki od izazova koji utječu na konvencionalne organske fotodetektore, kao što je nedostatak fotomultiplikacije za detekciju ultratanke svjetlosti, prevladani u OPBT-ima. Photogating u ovim fototranzistorima predstavlja učinkovitu metodu za postizanje značajnog foto-pojačanja.

Proizvodnja ovih OPBT-a u potpunosti se vrši toplinskim isparavanjem, što poboljšava njihovu sposobnost integracije u postojeće sustave. Također mogu raditi na niskim radnim naponima do 2 V i postići brzine prebacivanja od gotovo 100 MHz. Ova svojstva ih čine potencijalnim kandidatima za primjenu kao fototranzistori za slabo osvjetljenje i uređaji za pohranu fotografija.

Istraživanje organskih fotodetektora rastuće je polje u kojemu se novi materijali i arhitekture uređaja neprestano posvećuju. Nadalje, integracija u spektrometar bliske infracrvene veličine centimetra pokazala je obećavajuće rezultate. Uz kontinuirani napredak u ovom području, precizna detekcija svjetlosti imat će središnju ulogu u budućem tehnološkom razvoju.