शोधकर्ताओं ने हरे प्रकाश को अवशोषित करने वाले नए 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 हो या वैज्ञानिक कैमरों में, आज अधिकांश इमेजिंग सेंसर CMOS तकनीक और अकार्बनिक फोटोडिटेक्टरों पर आधारित हैं जो प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। हालांकि कार्बनिक पदार्थों से बने फोटोडिटेक्टर संवेदनशीलता बढ़ाने में सहायक होने के कारण ध्यान आकर्षित कर रहे हैं, लेकिन उच्च-प्रदर्शन वाले कार्बनिक फोटोडिटेक्टरों का निर्माण अभी तक कठिन 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 फोटोडिटेक्टरों को शामिल करने के लिए ऐसे ऑर्गेनिक लाइट एब्जॉर्बर की आवश्यकता होती है जिनका बड़े पैमाने पर उत्पादन आसान हो और जो स्पष्ट छवि पहचान क्षमता रखते हों, ताकि अंधेरे में उच्च फ्रेम दर पर स्पष्ट छवियां प्राप्त की जा सकें। हमने पारदर्शी, हरे रंग के प्रति संवेदनशील ऑर्गेनिक फोटोडायोड विकसित किए हैं जो इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।”
शोधकर्ताओं ने ऑप्टिका पत्रिका में नए ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर का वर्णन किया है। उन्होंने लाल और नीले फिल्टर वाले सिलिकॉन फोटोडायोड पर एक पारदर्शी हरे रंग को अवशोषित करने वाले ऑर्गेनिक फोटोडिटेक्टर को सुपरइम्पोज़ करके एक हाइब्रिड आरजीबी इमेजिंग सेंसर भी बनाया है।
दक्षिण कोरिया के सैमसंग एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसएआईटी) की शोध टीम के सह-प्रमुख क्युंग-बे पार्क ने कहा: "हाइब्रिड ऑर्गेनिक बफर लेयर के परिचय के कारण, इन इमेज सेंसर में उपयोग की जाने वाली हरे रंग की चयनात्मक प्रकाश-अवशोषित करने वाली ऑर्गेनिक लेयर विभिन्न रंग के पिक्सल के बीच क्रॉसस्टॉक को काफी कम कर देती है, और यह नया डिज़ाइन उच्च-प्रदर्शन वाले ऑर्गेनिक फोटोडायोड 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 संवेदनशीलता के कारण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। वे या तो पोस्ट-ट्रीटमेंट के लिए उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान को सहन नहीं कर पाते हैं या मध्यम तापमान पर लंबे समय तक उपयोग किए जाने पर अस्थिर हो जाते हैं। इस चुनौती को दूर करने के लिए, वैज्ञानिकों ने स्थिरता, दक्षता और पहचान क्षमता में सुधार के लिए फोटोडिटेक्टर की बफर परत को संशोधित करने पर ध्यान केंद्रित किया है। पहचान क्षमता इस बात का माप है कि कोई सेंसर कमजोर संकेतों को कितनी अच्छी तरह से पहचान सकता है। सुंगजुन पार्क कहते हैं, "हमने इलेक्ट्रॉन परिवहन परत के रूप में बाथ कॉपर लाइन (बीसीपी): सी60 हाइब्रिड बफर परत का उपयोग किया है, जो कार्बनिक फोटोडिटेक्टर को उच्च दक्षता और अत्यंत कम डार्क करंट सहित विशेष गुण प्रदान करता है, जिससे शोर कम होता है।" हाइब्रिड इमेज सेंसर बनाने के लिए फोटोडिटेक्टर को लाल और नीले फिल्टर के साथ सिलिकॉन फोटोडायोड पर रखा जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि नया फोटोडिटेक्टर पारंपरिक सिलिकॉन फोटोडायोड के समान पहचान दर प्रदर्शित करता है। यह डिटेक्टर 150 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर 2 घंटे तक स्थिर रूप से संचालित हुआ और 85 डिग्री सेल्सियस पर 30 दिनों तक दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता प्रदर्शित करता है। ये फोटोडिटेक्टर बेहतर रंग प्रदर्शन भी दिखाते हैं।
इसके बाद, वे मोबाइल और पहनने योग्य सेंसर (सीएमओएस इमेज सेंसर सहित), प्रॉक्सिमिटी सेंसर और डिस्प्ले पर फिंगरप्रिंट डिवाइस जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए नए फोटोडिटेक्टर और हाइब्रिड इमेज सेंसर को अनुकूलित करने की योजना बना रहे हैं।
पोस्ट करने का समय: 7 जुलाई 2023