Revolucionāri organiskie fototranzistori: gaismas noteikšana no jauna!

Revolucionāri organiskie fototranzistori: gaismas noteikšana no jauna!

Pētnieki TU Drēzdenes Lietišķās fizikas institūtā sadarbībā ar Tehnoloģiju attīstības centru Vācijas Astrofizikas centrā (DZA) Gērlicā un TH Mittelhessen ir izstrādājuši revolucionāru tehnoloģiju. Viņi prezentēja jaunu organisko fototranzistoru, kas spēj efektīvi noteikt un uzglabāt vāju gaismu. Šie rezultāti nesen tika publicēti slavenajā žurnālā Nature Photonics, uzsverot pētījuma nozīmi un atbilstību. Pētījuma pirmais autors Jonass Šrēders uzsver, ka jaunie gaismas sensori ir īpaši kompakti un tiem nav nepieciešamas sarežģītas papildu shēmas.

Fototranzistora integrētais uzglabāšanas mehānisms paver daudzsološus jaunus lietojumus, piemēram, multispektrālās attēlveidošanas un izmaksu ziņā efektīvās sensoru sistēmās. Fotodetektori ir mūsdienu tehnoloģiju galvenās sastāvdaļas, sākot no kamerām līdz sensoru vadītām braukšanas sistēmām un beidzot ar drošības sistēmām. Pētnieku grupa ir iesniegusi jaunu tehnoloģiju fotodetektoriem, izstrādājot tā sauktos organiskos caurlaidīgos bāzes tranzistorus (OPBT).

Inovatīva tehnoloģija un augsta jutība

OPBT, kas ir vertikāli tranzistori, kas izgatavoti no organiskiem pusvadītājiem, raksturo to energoefektivitāte un spēja plānā kārtā nogulsnēties. Dr. Johannes Benduhn, OSENS grupas vadītājs, skaidro, ka šie tranzistori var pastiprināt signālu, izmantojot mērķtiecīgu lādiņu uzglabāšanu. OPBT jutīgums ir ievērojams: tie sasniedz līdz pat 10⁹A/W, kas pārsniedz parasto organisko fotodetektoru vērtības.

Vēl viena ievērojama šīs tehnoloģijas iezīme ir tās pielāgošanās dažādiem viļņu garumiem, ieskaitot UV un infrasarkano gaismu. Pašreizējā OPTICUS validācijas projektā tehnoloģija tiek tālāk attīstīta, lai paaugstinātu tehnoloģisko briedumu un identificētu jaunas pielietojuma jomas. OSENS grupa, kas sastāv no fizikas, materiālu zinātnes un inženierzinātņu ekspertiem, atrodas Optoelektronikas katedrā, un tai ir galvenā loma šajā pētījumā.

Priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām tehnoloģijām

Jaunie organiskie fotodetektori piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajiem silīcija bāzes fotodetektoriem. Tādējādi OPBT ir pārvarētas dažas problēmas, kas ietekmē parastos organiskos fotodetektorus, piemēram, fotopavairošanas trūkums īpaši plānas gaismas noteikšanai. Fotografēšana šajos fototranzistoros ir efektīva metode, lai panāktu ievērojamu foto ieguvumu.

Šo OPBT ražošana pilnībā tiek veikta, izmantojot termisko iztvaikošanu, kas uzlabo to spēju integrēt esošajās sistēmās. Tie var darboties arī ar zemu darba spriegumu līdz 2 V un sasniegt pārslēgšanās ātrumu gandrīz 100 MHz. Šīs īpašības padara tos par potenciāliem kandidātiem lietojumiem kā vāja apgaismojuma fototranzistori un fotoattēlu uzglabāšanas ierīces.

Organisko fotodetektoru izpēte ir augoša joma, kurā pastāvīgi tiek pievērsta uzmanība jauniem materiāliem un ierīču arhitektūrām. Turklāt integrācija centimetra izmēra tuvu infrasarkano staru spektrometrā ir parādījusi daudzsološus rezultātus. Turpinot progresu šajā jomā, precīzai gaismas noteikšanai būs galvenā loma turpmākajā tehnoloģiju attīstībā.