Revolusjonerende organiske fototransistorer: lysdeteksjon redefinert!

Revolusjonerende organiske fototransistorer: lysdeteksjon redefinert!

Forskere ved Institutt for anvendt fysikk ved TU Dresden har i samarbeid med Senter for teknologiutvikling ved det tyske senteret for astrofysikk (DZA) i Görlitz og TH Mittelhessen utviklet en banebrytende teknologi. De presenterte en ny organisk fototransistor som effektivt kan oppdage og lagre svakt lys. Disse resultatene ble nylig publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Photonics, som understreker viktigheten og relevansen av forskningen. Jonas Schröder, den første forfatteren av studien, understreker at de nye lyssensorene er spesielt kompakte og ikke krever komplekse tilleggskretser.

Fototransistorens integrerte lagringsmekanisme åpner for lovende nye applikasjoner, for eksempel innen multispektral bildebehandling og kostnadseffektive sensorsystemer. Fotodetektorer er nøkkelkomponenter i moderne teknologi, alt fra kameraer til sensorstyrte kjøresystemer til sikkerhetssystemer. Forskerteamet har presentert en ny teknologi for fotodetektorer med utvikling av såkalte Organic Permeable Base Transistors (OPBT).

Innovativ teknologi og høy følsomhet

OPBT-ene, som er vertikale transistorer laget av organiske halvledere, er preget av sin energieffektivitet og evnen til å bli tynt avsatt. Dr. Johannes Benduhn, leder av OSENS-gruppen, forklarer at disse transistorene kan forsterke signalet gjennom målrettet ladelagring. Følsomheten til OPBT-ene er bemerkelsesverdig: de oppnår respons på opptil 10⁹A/W, som overstiger verdiene til konvensjonelle organiske fotodetektorer.

Et annet bemerkelsesverdig trekk ved denne teknologien er dens tilpasningsevne til forskjellige bølgelengder, inkludert UV og infrarødt lys. I det pågående OPTICUS valideringsprosjektet videreutvikles teknologien for å øke den teknologiske modenheten og identifisere nye bruksområder. OSENS-gruppen, som består av eksperter innen fysikk, materialvitenskap og ingeniørfag, er lokalisert ved leder for optoelektronikk og spiller en sentral rolle i denne forskningen.

Fordeler fremfor konvensjonelle teknologier

De nye organiske fotodetektorene gir betydelige fordeler i forhold til tradisjonelle silisiumbaserte fotodetektorer. Dermed har noen av utfordringene som påvirker konvensjonelle organiske fotodetektorer, som mangelen på fotomultiplikasjon for deteksjon av ultratynt lys, blitt overvunnet i OPBT-ene. Photogating i disse fototransistorene representerer en effektiv metode for å oppnå betydelig fotogevinst.

Produksjonen av disse OPBT-ene gjøres utelukkende ved termisk fordampning, noe som forbedrer deres evne til å integreres i eksisterende systemer. De kan også operere med lave driftsspenninger på opptil 2 V og oppnå koblingshastigheter på nesten 100 MHz. Disse egenskapene gjør dem til potensielle kandidater for applikasjoner som fototransistorer med lite lys og fotolagringsenheter.

Organisk fotodetektorforskning er et voksende felt der nye materialer og enhetsarkitekturer får kontinuerlig oppmerksomhet. I tillegg har integrering i et centimeter stort nær-infrarødt spektrometer vist lovende resultater. Med fortsatt fremgang på dette området, vil presis deteksjon av lys spille en sentral rolle i fremtidens teknologiske utvikling.