Fototransistores orgânicos revolucionários: detecção de luz redefinida!

Fototransistores orgânicos revolucionários: detecção de luz redefinida!

Pesquisadores do Instituto de Física Aplicada da TU Dresden, em cooperação com o Centro de Desenvolvimento Tecnológico do Centro Alemão de Astrofísica (DZA) em Görlitz e o TH Mittelhessen, desenvolveram uma tecnologia inovadora. Eles apresentaram um novo fototransistor orgânico capaz de detectar e armazenar com eficiência luz fraca. Estes resultados foram publicados recentemente na conceituada revista Nature Photonics, sublinhando a importância e relevância da investigação. Jonas Schröder, o primeiro autor do estudo, enfatiza que os novos sensores de luz são particularmente compactos e não requerem circuitos adicionais complexos.

O mecanismo de armazenamento integrado do fototransistor abre novas aplicações promissoras, por exemplo, em imagens multiespectrais e sistemas de sensores econômicos. Os fotodetectores são componentes-chave nas tecnologias modernas, desde câmeras a sistemas de direção controlados por sensores e sistemas de segurança. A equipe de pesquisa apresentou uma nova tecnologia para fotodetectores com o desenvolvimento dos chamados Transistores de Base Permeável Orgânica (OPBTs).

Tecnologia inovadora e alta sensibilidade

Os OPBTs, que são transistores verticais feitos de semicondutores orgânicos, são caracterizados por sua eficiência energética e pela capacidade de serem depositados em camadas finas. Dr. Johannes Benduhn, chefe do grupo OSENS, explica que esses transistores podem amplificar o sinal por meio do armazenamento de carga direcionado. A sensibilidade dos OPBTs é notável: eles alcançam responsividades de até 10⁹A/W, que supera os valores dos fotodetectores orgânicos convencionais.

Outra característica notável desta tecnologia é a sua adaptabilidade a diferentes comprimentos de onda, incluindo luz UV e infravermelha. No atual projeto de validação OPTICUS, a tecnologia está sendo desenvolvida de forma a aumentar a maturidade tecnológica e identificar novos campos de aplicação. O grupo OSENS, formado por especialistas em física, ciência dos materiais e engenharia, está localizado na Cátedra de Optoeletrônica e desempenha um papel central nesta pesquisa.

Vantagens sobre as tecnologias convencionais

Os novos fotodetectores orgânicos oferecem vantagens significativas em relação aos fotodetectores tradicionais à base de silício. Assim, alguns dos desafios que afetam os fotodetectores orgânicos convencionais, como a falta de fotomultiplicação para detecção de luz ultrafina, foram superados nos OPBTs. A fotogravação nesses fototransistores representa um método eficaz para obter um ganho fotográfico significativo.

A produção destes OPBTs é feita inteiramente por evaporação térmica, o que melhora a sua capacidade de integração em sistemas existentes. Eles também podem operar em baixas tensões operacionais de até 2 V e atingir velocidades de comutação de quase 100 MHz. Essas propriedades os tornam candidatos potenciais para aplicações como fototransistores de baixa luminosidade e dispositivos de armazenamento de fotos.

A pesquisa de fotodetectores orgânicos é um campo crescente no qual novos materiais e arquiteturas de dispositivos recebem atenção contínua. Além disso, a integração em um espectrômetro infravermelho próximo de tamanho centimétrico mostrou resultados promissores. Com o progresso contínuo nesta área, a detecção precisa da luz desempenhará um papel central nos futuros desenvolvimentos tecnológicos.