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研究人員已經(jīng)開發(fā)并展示了新的綠光吸收透明有機(jī)光電探測(cè)器，它具有高靈敏度并跟CMOS制造方法兼容。將這些新的光電探測(cè)器納入有機(jī)-硅混合圖像傳感器可能對(duì)許多應(yīng)用有用。這些應(yīng)用包括基于光的心率監(jiān)測(cè)、指紋識(shí)別及檢測(cè)附近物體存在的設(shè)備。
無論是用于科學(xué)相機(jī)還是智能手機(jī)，今天的大多數(shù)成像傳感器都是基于CMOS技術(shù)和無機(jī)光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。盡管由有機(jī)材料制成的光電探測(cè)器正在吸引人們的注意，因?yàn)樗鼈兛梢詭椭岣哽`敏度，如到目前為止，事實(shí)證明很難制造出高性能的有機(jī)光電探測(cè)器。
共同領(lǐng)導(dǎo)研究小組、韓國(guó)亞洲大學(xué)的Sungjun Park說道：“要將有機(jī)光電探測(cè)器納入大規(guī)模生產(chǎn)的CMOS圖像傳感器中需要易于大規(guī)模制造的有機(jī)光吸收劑并能完成生動(dòng)的圖像識(shí)別以在黑暗中以高幀率產(chǎn)生清晰的圖像。我們開發(fā)了透明的綠色敏感的有機(jī)光電二極管，可以滿足這些要求。”
研究人員于當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月25日在《Optica》上描述了新的有機(jī)光電探測(cè)器。另外，他們還通過將透明的綠色吸收有機(jī)光電探測(cè)器疊加到帶有紅色和藍(lán)色過濾器的硅光電二極管上創(chuàng)造了一個(gè)混合的RGB成像傳感器。
“由于引入了混合有機(jī)緩沖層，這些圖像傳感器中使用的綠色選擇性光吸收有機(jī)層大大減少了不同顏色像素之間的串?dāng)_，”來自韓國(guó)三星高級(jí)技術(shù)研究所(SAIT)的研究小組共同負(fù)責(zé)人Kyung-Bae Park說道，“這種新設(shè)計(jì)可以使高性能的有機(jī)光電二極管成為用于各種應(yīng)用的成像模塊和光電傳感器的主要部件。”
更加實(shí)用的有機(jī)光電探測(cè)器
大多數(shù)有機(jī)材料由于對(duì)溫度敏感而不適合大規(guī)模生產(chǎn)。它們要么不能承受用于后處理的高溫，要么在中等溫度下長(zhǎng)期使用時(shí)變得不穩(wěn)定。為了克服這一挑戰(zhàn)，科學(xué)家們專注于修改光電探測(cè)器的緩沖層以提高穩(wěn)定性、效率和檢測(cè)性。探測(cè)性是衡量一個(gè)傳感器能夠探測(cè)到微弱信號(hào)的程度。
“我們引入了一個(gè)浴銅靈(BCP)：C60混合緩沖層作為電子傳輸層，”Sungjun Park說道，“這使有機(jī)光電探測(cè)器具有特殊的特性，包括更高的效率和極低的暗電流，從而降低了噪音。”這種光電探測(cè)器可以放在帶有紅色和藍(lán)色過濾器的硅光電二極管上以創(chuàng)建一個(gè)混合圖像傳感器。
研究人員證明，新的光電探測(cè)器表現(xiàn)出跟傳統(tǒng)硅光電二極管相當(dāng)?shù)臋z測(cè)率。探測(cè)器在150 °C以上的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)，并在85 °C下顯示出30天的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。這些光電探測(cè)器還表現(xiàn)出良好的色彩表現(xiàn)力。
下一步，他們計(jì)劃定制新的光電探測(cè)器和混合圖像傳感器，用于各種應(yīng)用，如移動(dòng)和可穿戴傳感器、接近傳感器和顯示器上的指紋裝置。
原標(biāo)題：研究人員開發(fā)出可用于醫(yī)療傳感器等領(lǐng)域的有機(jī)光電探測(cè)器
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