कार्बनिक फोटोडिटेक्टरों के नवीनतम शोध परिणाम

शोधकर्ताओं ने नए हरे प्रकाश अवशोषित करने वाले पारदर्शी कार्बनिक फोटोडिटेक्टर विकसित और प्रदर्शित किए हैं जो अत्यधिक संवेदनशील हैं और CMOS निर्माण विधियों के अनुकूल हैं। इन नए फोटोडिटेक्टरों को सिलिकॉन हाइब्रिड इमेज सेंसर में शामिल करना कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हो सकता है। इन अनुप्रयोगों में प्रकाश-आधारित हृदय गति निगरानी, ​​फिंगरप्रिंट पहचान और आस-पास की वस्तुओं की उपस्थिति का पता लगाने वाले उपकरण शामिल हैं।

चाहे स्मार्टफ़ोन में इस्तेमाल किया जाए या वैज्ञानिक कैमरों में, आजकल ज़्यादातर इमेजिंग सेंसर CMOS तकनीक और अकार्बनिक फोटोडिटेक्टर पर आधारित होते हैं जो प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। हालाँकि कार्बनिक पदार्थों से बने फोटोडिटेक्टर ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि ये संवेदनशीलता बढ़ाने में मदद कर सकते हैं, लेकिन अब तक उच्च-प्रदर्शन वाले कार्बनिक फोटोडिटेक्टर बनाना मुश्किल साबित हुआ है।

दक्षिण कोरिया के अजौ विश्वविद्यालय के सह-प्रमुख शोधकर्ता सुंगजुन पार्क ने कहा: "बड़े पैमाने पर उत्पादित CMOS इमेज सेंसर में ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर को शामिल करने के लिए ऑर्गेनिक लाइट एब्जॉर्बर की आवश्यकता होती है, जिनका बड़े पैमाने पर निर्माण आसान हो और जो अंधेरे में उच्च फ्रेम दर पर स्पष्ट चित्र बनाने के लिए स्पष्ट छवि पहचान में सक्षम हों। हमने पारदर्शी, हरित-संवेदनशील ऑर्गेनिक फोटोडायोड विकसित किए हैं जो इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।"

शोधकर्ताओं ने ऑप्टिका पत्रिका में इस नए ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर का वर्णन किया है। उन्होंने एक पारदर्शी हरे रंग के अवशोषित ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर को लाल और नीले फिल्टर वाले सिलिकॉन फोटोडायोड पर सुपरइम्पोज़ करके एक हाइब्रिड RGB इमेजिंग सेंसर भी बनाया है।

दक्षिण कोरिया में सैमसंग एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (SAIT) के अनुसंधान दल के सह-नेता क्यूंग-बे पार्क ने कहा: "हाइब्रिड ऑर्गेनिक बफर परत की शुरूआत के कारण, इन इमेज सेंसरों में प्रयुक्त हरे-चयनात्मक प्रकाश-अवशोषित ऑर्गेनिक परत विभिन्न रंग पिक्सलों के बीच क्रॉसटॉक को बहुत कम कर देती है, और यह नया डिजाइन उच्च-प्रदर्शन वाले ऑर्गेनिक फोटोडायोड्स को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इमेजिंग मॉड्यूल और फोटोसेंसर का एक प्रमुख घटक बना सकता है।"

अधिक व्यावहारिक कार्बनिक फोटोडिटेक्टर

अधिकांश कार्बनिक पदार्थ तापमान के प्रति अपनी संवेदनशीलता के कारण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। या तो वे पोस्ट-ट्रीटमेंट के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान को सहन नहीं कर पाते हैं या लंबे समय तक मध्यम तापमान पर उपयोग करने पर अस्थिर हो जाते हैं। इस चुनौती से पार पाने के लिए, वैज्ञानिकों ने स्थिरता, दक्षता और पहचान में सुधार के लिए फोटोडिटेक्टर की बफर परत को संशोधित करने पर ध्यान केंद्रित किया है। पहचान क्षमता इस बात का माप है कि एक सेंसर कमजोर संकेतों का कितनी अच्छी तरह पता लगा सकता है। सुंगजुन पार्क कहते हैं, "हमने बाथ कॉपर लाइन (BCP) : C60 हाइब्रिड बफर परत को इलेक्ट्रॉन ट्रांसपोर्ट परत के रूप में पेश किया है, जो कार्बनिक फोटोडिटेक्टर को विशेष गुण प्रदान करता है, जिसमें उच्च दक्षता और बेहद कम डार्क करंट शामिल है, जो शोर को कम करता है।" हाइब्रिड इमेज सेंसर बनाने के लिए फोटोडिटेक्टर को लाल और नीले फिल्टर वाले सिलिकॉन फोटोडायोड पर रखा जा सकता है।

शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि नए फोटोडिटेक्टर की पहचान दर पारंपरिक सिलिकॉन फोटोडायोड के बराबर है। डिटेक्टर 150°C से अधिक तापमान पर 2 घंटे तक स्थिर रूप से संचालित हुआ और 85°C पर 30 दिनों तक दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता प्रदर्शित की। ये फोटोडिटेक्टर अच्छा रंग प्रदर्शन भी प्रदर्शित करते हैं।

इसके बाद, वे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए नए फोटोडिटेक्टर और हाइब्रिड इमेज सेंसर को अनुकूलित करने की योजना बना रहे हैं, जैसे कि मोबाइल और पहनने योग्य सेंसर (सीएमओएस इमेज सेंसर सहित), निकटता सेंसर और डिस्प्ले पर फिंगरप्रिंट डिवाइस।