संशोधकांनी नवीन, हिरवा प्रकाश शोषून घेणारे पारदर्शक सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर्स विकसित करून त्यांचे प्रात्यक्षिक दाखवले आहे, जे अत्यंत संवेदनशील असून CMOS उत्पादन पद्धतींशी सुसंगत आहेत. या नवीन फोटोडिटेक्टर्सना सिलिकॉन हायब्रीड इमेज सेन्सर्समध्ये समाविष्ट करणे अनेक अनुप्रयोगांसाठी उपयुक्त ठरू शकते. या अनुप्रयोगांमध्ये प्रकाशावर आधारित हृदय गती निरीक्षण, बोटांच्या ठशांची ओळख आणि जवळपासच्या वस्तूंची उपस्थिती ओळखणारी उपकरणे यांचा समावेश आहे.
स्मार्टफोनमध्ये असोत किंवा वैज्ञानिक कॅमेऱ्यांमध्ये, आज बहुतेक इमेजिंग सेन्सर्स हे CMOS तंत्रज्ञान आणि अजैविक फोटोडिटेक्टर्सवर आधारित आहेत, जे प्रकाशाच्या संकेतांचे विद्युत संकेतांमध्ये रूपांतर करतात. सेंद्रिय पदार्थांपासून बनवलेले फोटोडिटेक्टर्स संवेदनशीलता सुधारण्यास मदत करू शकत असल्यामुळे लक्ष वेधून घेत असले तरी, उच्च-कार्यक्षमतेचे सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर्स तयार करणे आतापर्यंत अवघड ठरले आहे.
दक्षिण कोरियातील अजौ विद्यापीठाचे सह-प्रमुख संशोधक सुंगजून पार्क म्हणाले: “मोठ्या प्रमाणावर उत्पादित होणाऱ्या CMOS इमेज सेन्सर्समध्ये ऑरगॅनिक फोटोडिटेक्टर्सचा समावेश करण्यासाठी, अशा ऑरगॅनिक प्रकाश शोषकांची आवश्यकता असते जे मोठ्या प्रमाणावर सहजपणे तयार करता येतील आणि अंधारात उच्च फ्रेम रेटवर सुस्पष्ट प्रतिमा निर्माण करण्यासाठी तेजस्वी प्रतिमा ओळखण्यास सक्षम असतील. आम्ही पारदर्शक, हिरव्या रंगाला संवेदनशील असे ऑरगॅनिक फोटोडायोड्स विकसित केले आहेत जे या आवश्यकता पूर्ण करू शकतात.”
संशोधकांनी 'ऑप्टिका' या जर्नलमध्ये नवीन ऑरगॅनिक फोटोडिटेक्टरचे वर्णन केले आहे. त्यांनी लाल आणि निळ्या फिल्टर असलेल्या सिलिकॉन फोटोडायोडवर एक पारदर्शक, हिरवा रंग शोषून घेणारा ऑरगॅनिक फोटोडिटेक्टर ठेवून एक हायब्रीड RGB इमेजिंग सेन्सर देखील तयार केला आहे.
दक्षिण कोरियातील सॅमसंग ॲडव्हान्स्ड इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (SAIT) येथील संशोधन संघाचे सह-प्रमुख क्युंग-बे पार्क म्हणाले: “हायब्रीड ऑरगॅनिक बफर लेयरच्या समावेशामुळे, या इमेज सेन्सर्समध्ये वापरलेला हिरवा-निवडक प्रकाश-शोषक ऑरगॅनिक थर वेगवेगळ्या रंगांच्या पिक्सेल्समधील क्रॉसटॉक मोठ्या प्रमाणात कमी करतो, आणि ही नवीन रचना उच्च-कार्यक्षम ऑरगॅनिक फोटोडायोड्सना विविध अनुप्रयोगांसाठी इमेजिंग मॉड्यूल्स आणि फोटोसेन्सर्सचा एक प्रमुख घटक बनवू शकते.”
अधिक व्यावहारिक सेंद्रिय फोटोडिटेक्टर्स
बहुतेक सेंद्रिय पदार्थ तापमानाप्रती संवेदनशील असल्यामुळे मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादनासाठी योग्य नसतात. ते एकतर पोस्ट-ट्रीटमेंटसाठी वापरले जाणारे उच्च तापमान सहन करू शकत नाहीत किंवा मध्यम तापमानात दीर्घकाळ वापरल्यास अस्थिर होतात. या आव्हानावर मात करण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी फोटोडिटेक्टरची स्थिरता, कार्यक्षमता आणि डिटेक्शन सुधारण्यासाठी त्याच्या बफर लेयरमध्ये बदल करण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे. डिटेक्टेबिलिटी हे एक मोजमाप आहे, ज्यावरून सेन्सर क्षीण सिग्नल किती चांगल्या प्रकारे शोधू शकतो हे कळते. "आम्ही इलेक्ट्रॉन ट्रान्सपोर्ट लेयर म्हणून बाथ कॉपर लाइन (BCP) : C60 हायब्रीड बफर लेयर सादर केला आहे, जो सेंद्रिय फोटोडिटेक्टरला उच्च कार्यक्षमता आणि अत्यंत कमी डार्क करंट यांसारखे विशेष गुणधर्म देतो, ज्यामुळे नॉइज कमी होतो," असे सुंगजून पार्क म्हणतात. हायब्रीड इमेज सेन्सर तयार करण्यासाठी हा फोटोडिटेक्टर लाल आणि निळ्या फिल्टरसह सिलिकॉन फोटोडायोडवर ठेवला जाऊ शकतो.
संशोधकांनी दाखवून दिले आहे की, नवीन फोटोडिटेक्टरचा शोध दर पारंपरिक सिलिकॉन फोटोडायोड्सच्या शोध दराशी तुलना करण्याजोगा आहे. हा डिटेक्टर १५०°C पेक्षा जास्त तापमानात २ तास स्थिरपणे कार्यरत राहिला आणि ८५°C तापमानात ३० दिवसांपर्यंत दीर्घकालीन कार्यात्मक स्थिरता दर्शवली. हे फोटोडिटेक्टर्स रंगांच्या बाबतीतही चांगली कामगिरी करतात.
पुढे, मोबाईल आणि वेअरेबल सेन्सर्स (सीएमओएस इमेज सेन्सर्ससह), प्रॉक्झिमिटी सेन्सर्स आणि डिस्प्लेवरील फिंगरप्रिंट डिव्हाइसेस यांसारख्या विविध अनुप्रयोगांसाठी नवीन फोटोडिटेक्टर्स आणि हायब्रीड इमेज सेन्सर्स सानुकूलित करण्याची त्यांची योजना आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-०७-२०२३