Fototranzistoare organice revoluționare: detectarea luminii redefinită!

Fototranzistoare organice revoluționare: detectarea luminii redefinită!

Cercetătorii de la Institutul de Fizică Aplicată de la TU Dresda, în cooperare cu Centrul pentru Dezvoltare Tehnologică de la Centrul German de Astrofizică (DZA) din Görlitz și TH Mittelhessen, au dezvoltat o tehnologie inovatoare. Ei au prezentat un nou fototranzistor organic capabil să detecteze și să stocheze eficient lumina slabă. Aceste rezultate au fost publicate recent în renumitul jurnal Nature Photonics, subliniind importanța și relevanța cercetării. Jonas Schröder, primul autor al studiului, subliniază că noii senzori de lumină sunt deosebit de compacti și nu necesită circuite suplimentare complexe.

Mecanismul de stocare integrat al fototranzistorului deschide noi aplicații promițătoare, de exemplu în imagini multispectrale și sisteme de senzori rentabile. Fotodetectoarele sunt componente cheie în tehnologiile moderne, de la camere la sisteme de conducere controlate de senzori la sisteme de securitate. Echipa de cercetare a prezentat o nouă tehnologie pentru fotodetectoare cu dezvoltarea așa-numitelor tranzistori de bază organic permeabil (OPBT).

Tehnologie inovatoare și sensibilitate ridicată

OPBT-urile, care sunt tranzistoare verticale din semiconductori organici, se caracterizează prin eficiența lor energetică și capacitatea de a fi depozitate subțire. Dr. Johannes Benduhn, șeful grupului OSENS, explică că acești tranzistori pot amplifica semnalul prin stocarea de încărcare țintită. Sensibilitatea OPBT-urilor este remarcabilă: ating responsabilități de până la 10⁹A/W, care depășește valorile fotodetectorilor organici convenționali.

O altă caracteristică notabilă a acestei tehnologii este adaptabilitatea la diferite lungimi de undă, inclusiv lumina UV și infraroșu. În actualul proiect de validare OPTICUS, tehnologia este în curs de dezvoltare în continuare pentru a crește maturitatea tehnologică și a identifica noi domenii de aplicare. Grupul OSENS, care este format din experți în fizică, știința materialelor și inginerie, este situat la Catedra de Optoelectronică și joacă un rol central în această cercetare.

Avantaje față de tehnologiile convenționale

Noile fotodetectoare organice oferă avantaje semnificative față de fotodetectoarele tradiționale pe bază de siliciu. Astfel, unele dintre provocările care afectează fotodetectoarele organice convenționale, cum ar fi lipsa fotomultiplicării pentru detectarea luminii ultrasubțiri, au fost depășite în OPBT. Fotogatingul în aceste fototranzistoare reprezintă o metodă eficientă pentru a obține un câștig foto semnificativ.

Producția acestor OPBT se face în întregime prin evaporare termică, ceea ce le îmbunătățește capacitatea de a fi integrate în sistemele existente. De asemenea, pot funcționa la tensiuni scăzute de funcționare de până la 2 V și pot atinge viteze de comutare de aproape 100 MHz. Aceste proprietăți îi fac potențiali candidați pentru aplicații ca fototranzistori cu lumină scăzută și dispozitive de stocare a fotografiilor.

Cercetarea fotodetectorului organic este un domeniu în creștere în care noile materiale și arhitecturi de dispozitive primesc o atenție continuă. În plus, integrarea într-un spectrometru cu infraroșu apropiat de mărimea unui centimetru a dat rezultate promițătoare. Cu progresele continue în acest domeniu, detectarea precisă a luminii va juca un rol central în viitoarele dezvoltări tehnologice.