सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर्सचे नवीनतम संशोधन परिणाम

संशोधकांनी CMOS उत्पादन पद्धतींशी अत्यंत संवेदनशील आणि सुसंगत असलेले नवीन हिरवे प्रकाश शोषून घेणारे पारदर्शक सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर विकसित आणि प्रात्यक्षिक केले आहेत. सिलिकॉन हायब्रीड इमेज सेन्सर्समध्ये या नवीन फोटोडिटेक्टर्सचा समावेश करणे अनेक अनुप्रयोगांसाठी उपयुक्त ठरू शकते. या अनुप्रयोगांमध्ये प्रकाश-आधारित हृदय गती निरीक्षण, फिंगरप्रिंट ओळख आणि जवळपासच्या वस्तूंची उपस्थिती ओळखणारी उपकरणे समाविष्ट आहेत.

स्मार्टफोन्स किंवा वैज्ञानिक कॅमेऱ्यांमध्ये वापरलेले असोत, आज बहुतेक इमेजिंग सेन्सर हे CMOS तंत्रज्ञान आणि अजैविक फोटोडिटेक्टर्सवर आधारित आहेत जे प्रकाश सिग्नलला इलेक्ट्रिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करतात. जरी सेंद्रिय पदार्थांपासून बनविलेले फोटोडिटेक्टर लक्ष वेधून घेत आहेत कारण ते संवेदनशीलता सुधारण्यास मदत करू शकतात, तरीही उच्च-कार्यक्षमता सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर तयार करणे आतापर्यंत कठीण झाले आहे.

दक्षिण कोरियातील अजौ विद्यापीठातील सह-प्रमुख संशोधक सुंगजुन पार्क म्हणाले: “मोठ्या प्रमाणात उत्पादित CMOS इमेज सेन्सरमध्ये सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर समाविष्ट करण्यासाठी सेंद्रिय प्रकाश शोषकांची आवश्यकता असते जे मोठ्या प्रमाणावर तयार करणे सोपे असते आणि तीक्ष्ण प्रतिमा तयार करण्यासाठी ज्वलंत प्रतिमा ओळखण्यास सक्षम असतात. अंधारात उच्च फ्रेम दरांवर. आम्ही पारदर्शक, हिरवे-संवेदनशील सेंद्रिय फोटोडायोड विकसित केले आहेत जे या आवश्यकता पूर्ण करू शकतात.

संशोधकांनी ऑप्टिका जर्नलमध्ये नवीन सेंद्रिय फोटोडिटेक्टरचे वर्णन केले आहे. त्यांनी लाल आणि निळ्या फिल्टरसह सिलिकॉन फोटोडायोडवर पारदर्शक हिरवा शोषून घेणारा ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर सुपरइम्पोज करून एक संकरित RGB इमेजिंग सेन्सर देखील तयार केला.

दक्षिण कोरियातील सॅमसंग ॲडव्हान्स्ड इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (SAIT) च्या संशोधन संघाचे सह-नेते Kyung-Bae पार्क म्हणाले: “हायब्रीड ऑरगॅनिक बफर लेयरची ओळख करून दिल्याबद्दल धन्यवाद, हिरवा-निवडक प्रकाश शोषून घेणारा सेंद्रिय थर वापरला गेला. या इमेज सेन्सर्समध्ये वेगवेगळ्या कलर पिक्सेलमधील क्रॉसस्टॉक मोठ्या प्रमाणात कमी होतो आणि हे नवीन डिझाइन उच्च-कार्यक्षमता सेंद्रिय फोटोडायोड्स इमेजिंग मॉड्यूल्स आणि विविध अनुप्रयोगांसाठी फोटोसेन्सरचे प्रमुख घटक बनवू शकते.

अधिक व्यावहारिक सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर

बहुतेक सेंद्रिय पदार्थ त्यांच्या तापमानास संवेदनशीलतेमुळे मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी योग्य नाहीत. ते एकतर उपचारानंतर वापरल्या जाणाऱ्या उच्च तापमानाचा सामना करू शकत नाहीत किंवा दीर्घ कालावधीसाठी मध्यम तापमानात वापरल्यास ते अस्थिर होतात. या आव्हानावर मात करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी स्थिरता, कार्यक्षमता आणि शोध सुधारण्यासाठी फोटोडिटेक्टरच्या बफर लेयरमध्ये बदल करण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. डिटेक्टेबिलिटी हे एक मोजमाप आहे की सेन्सर कमकुवत सिग्नल किती चांगल्या प्रकारे ओळखू शकतो. "आम्ही बाथ कॉपर लाइन (BCP) : C60 हायब्रिड बफर लेयर इलेक्ट्रॉन ट्रान्सपोर्ट लेयर म्हणून सादर केला, जो सेंद्रिय फोटोडिटेक्टरला विशेष गुणधर्म देतो, ज्यामध्ये उच्च कार्यक्षमता आणि अत्यंत कमी गडद प्रवाह यांचा समावेश आहे, ज्यामुळे आवाज कमी होतो," सुंगजुन पार्क म्हणतात. हायब्रिड इमेज सेन्सर तयार करण्यासाठी फोटोडिटेक्टरला लाल आणि निळ्या फिल्टरसह सिलिकॉन फोटोडायोडवर ठेवता येते.

संशोधकांनी दाखवले की नवीन फोटोडिटेक्टर पारंपारिक सिलिकॉन फोटोडायोड्सच्या तुलनेत शोध दर प्रदर्शित करतो. डिटेक्टर 150 °C पेक्षा जास्त तापमानात 2 तास स्थिरपणे चालतो आणि 85 °C वर 30 दिवसांसाठी दीर्घकालीन ऑपरेशनल स्थिरता दर्शवितो. हे फोटोडिटेक्टर देखील चांगले रंग कार्यप्रदर्शन दर्शवतात.

पुढे, ते मोबाईल आणि वेअरेबल सेन्सर्स (CMOS इमेज सेन्सर्ससह), प्रॉक्सिमिटी सेन्सर्स आणि डिस्प्लेवरील फिंगरप्रिंट डिव्हाइसेससारख्या विविध ऍप्लिकेशन्ससाठी नवीन फोटोडिटेक्टर्स आणि हायब्रिड इमेज सेन्सर सानुकूलित करण्याची योजना आखत आहेत.