Revoliuciniai organiniai fototranzistoriai: šviesos aptikimas iš naujo!

Revoliuciniai organiniai fototranzistoriai: šviesos aptikimas iš naujo!

Drezdeno TU Taikomosios fizikos instituto mokslininkai, bendradarbiaudami su Vokietijos astrofizikos centro (DZA) Görlitz mieste technologijų plėtros centru ir TH Mittelhessen, sukūrė novatorišką technologiją. Jie pristatė naują organinį fototranzistorių, galintį efektyviai aptikti ir saugoti silpną šviesą. Šie rezultatai neseniai buvo paskelbti žinomame žurnale Nature Photonics, pabrėžiant tyrimo svarbą ir aktualumą. Pirmasis tyrimo autorius Jonas Schröder pabrėžia, kad naujieji šviesos jutikliai yra ypač kompaktiški ir nereikalauja sudėtingų papildomų grandinių.

Fototranzistoriaus integruotas saugojimo mechanizmas atveria daug žadančių naujų pritaikymų, pavyzdžiui, daugiaspektrinio vaizdavimo ir ekonomiškų jutiklių sistemose. Fotodetektoriai yra pagrindiniai šiuolaikinių technologijų komponentai – nuo ​​kamerų iki jutikliu valdomų vairavimo sistemų iki apsaugos sistemų. Mokslininkų komanda pristatė naują fotodetektorių technologiją, sukūrusi vadinamuosius organinius pralaidžius bazinius tranzistorius (OPBT).

Novatoriška technologija ir didelis jautrumas

OPBT, kurie yra vertikalūs tranzistoriai, pagaminti iš organinių puslaidininkių, pasižymi energijos vartojimo efektyvumu ir gebėjimu plonai nusodinti. Dr. Johannes Benduhn, OSENS grupės vadovas, paaiškina, kad šie tranzistoriai gali sustiprinti signalą naudodami tikslinę įkrovos saugyklą. OPBT jautrumas yra nepaprastas: jie pasiekia iki 10 jautrumą⁹A/W, kuris viršija įprastų organinių fotodetektorių vertes.

Kitas svarbus šios technologijos bruožas yra jos prisitaikymas prie skirtingų bangų ilgių, įskaitant UV ir infraraudonąją šviesą. Dabartiniame OPTICUS patvirtinimo projekte technologija toliau tobulinama, siekiant padidinti technologinę brandą ir nustatyti naujas taikymo sritis. OSENS grupė, kurią sudaro fizikos, medžiagų mokslo ir inžinerijos ekspertai, yra Optoelektronikos katedroje ir atlieka pagrindinį vaidmenį šiame tyrime.

Privalumai prieš įprastas technologijas

Naujieji organiniai fotodetektoriai turi didelių pranašumų, palyginti su tradiciniais silicio fotodetektoriais. Taigi, kai kurie iššūkiai, turintys įtakos įprastiems organiniams fotodetektoriams, pavyzdžiui, fotodauginimo trūkumas, norint aptikti itin ploną šviesą, buvo įveikti OPBT. Fotografavimas šiuose fototranzistoriuose yra veiksmingas būdas pasiekti reikšmingą foto naudą.

Šios OPBT gaminamos tik termiškai išgarinant, o tai pagerina jų gebėjimą integruotis į esamas sistemas. Jie taip pat gali veikti esant žemai darbinei įtampai iki 2 V ir pasiekti beveik 100 MHz perjungimo greitį. Dėl šių savybių jie gali būti naudojami kaip silpno apšvietimo fototranzistoriai ir nuotraukų saugojimo įrenginiai.

Organinių fotodetektorių tyrimai yra auganti sritis, kurioje nuolatinis dėmesys skiriamas naujoms medžiagoms ir įrenginių architektūroms. Be to, integracija į centimetro dydžio artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrometrą parodė daug žadančių rezultatų. Dėl nuolatinės pažangos šioje srityje tikslus šviesos aptikimas vaidins pagrindinį vaidmenį būsimoje technologijų raidoje.