Rewolucyjne fototranzystory organiczne: nowa definicja detekcji światła!

Rewolucyjne fototranzystory organiczne: nowa definicja detekcji światła!

Naukowcy z Instytutu Fizyki Stosowanej TU Dresden, we współpracy z Centrum Rozwoju Technologii Niemieckiego Centrum Astrofizyki (DZA) w Görlitz i TH Mittelhessen, opracowali przełomową technologię. Zaprezentowali nowy organiczny fototranzystor zdolny do skutecznego wykrywania i przechowywania słabego światła. Wyniki te opublikowano niedawno w renomowanym czasopiśmie Nature Photonics, podkreślając wagę i znaczenie badań. Jonas Schröder, pierwszy autor badania, podkreśla, że ​​nowe czujniki światła są szczególnie kompaktowe i nie wymagają skomplikowanych dodatkowych obwodów.

Zintegrowany mechanizm przechowywania fototranzystora otwiera obiecujące nowe zastosowania, na przykład w obrazowaniu wielospektralnym i ekonomicznych systemach czujników. Fotodetektory to kluczowe elementy nowoczesnych technologii, począwszy od kamer, poprzez systemy jazdy sterowane czujnikami, aż po systemy bezpieczeństwa. Zespół badawczy przedstawił nową technologię fotodetektorów poprzez opracowanie tak zwanych organicznych tranzystorów bazowych (OPBT).

Innowacyjna technologia i wysoka czułość

OPBT, czyli tranzystory pionowe wykonane z półprzewodników organicznych, charakteryzują się efektywnością energetyczną i możliwością cienkiego osadzania. Dr Johannes Benduhn, szef grupy OSENS, wyjaśnia, że ​​tranzystory te mogą wzmacniać sygnał poprzez ukierunkowane magazynowanie ładunku. Czułość OPBT jest niezwykła: osiągają czułość do 10⁹A/W, który przekracza wartości konwencjonalnych fotodetektorów organicznych.

Inną godną uwagi cechą tej technologii jest możliwość dostosowania do różnych długości fal, w tym światła UV i podczerwieni. W bieżącym projekcie walidacyjnym OPTICUS technologia jest dalej rozwijana w celu zwiększenia dojrzałości technologicznej i zidentyfikowania nowych obszarów zastosowań. Grupa OSENS, składająca się z ekspertów w dziedzinie fizyki, inżynierii materiałowej i inżynierii, ma swoją siedzibę w Katedrze Optoelektroniki i odgrywa kluczową rolę w tych badaniach.

Przewaga nad konwencjonalnymi technologiami

Nowe fotodetektory organiczne oferują znaczną przewagę nad tradycyjnymi fotodetektorami na bazie krzemu. W ten sposób w OPBT przezwyciężono niektóre wyzwania stojące przed konwencjonalnymi fotodetektorami organicznymi, takie jak brak fotopowielania w detekcji ultracienkiego światła. Fotobramkowanie w tych fototranzystorach stanowi skuteczną metodę osiągnięcia znacznego wzmocnienia fotowoltaicznego.

Produkcja tych OPBT odbywa się wyłącznie poprzez odparowanie termiczne, co poprawia ich zdolność do integracji z istniejącymi systemami. Mogą pracować również przy niskich napięciach roboczych do 2 V i osiągać prędkości przełączania prawie 100 MHz. Te właściwości czynią je potencjalnymi kandydatami do zastosowań jako fototranzystory przy słabym świetle i urządzenia do przechowywania zdjęć.

Badania nad organicznymi fotodetektorami to rozwijająca się dziedzina, w której stale zwraca się uwagę na nowe materiały i architektury urządzeń. Ponadto integracja z centymetrowym spektrometrem bliskiej podczerwieni dała obiecujące wyniki. Wraz z ciągłym postępem w tej dziedzinie, precyzyjna detekcja światła będzie odgrywać kluczową rolę w przyszłym rozwoju technologicznym.