जैविक फोटोडिटेक्टरों के नवीनतम शोध परिणाम

शोधकर्ताओं ने नए हरे प्रकाश को अवशोषित करने वाले पारदर्शी कार्बनिक फोटोडिटेक्टरों का विकास और प्रदर्शन किया है जो अत्यधिक संवेदनशील हैं और सीएमओएस निर्माण विधियों के साथ संगत 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 की निगरानी, ​​फ़िंगरप्रिंट पहचान और ऐसे उपकरण शामिल हैं जो आस-पास की वस्तुओं की उपस्थिति का पता लगाते हैं।

चाहे स्मार्टफोन में उपयोग किया जाए या वैज्ञानिक कैमरों में, आज अधिकांश इमेजिंग सेंसर सीएमओएस तकनीक और अकार्बनिक फोटोडिटेक्टरों पर आधारित हैं जो प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं। यद्यपि कार्बनिक पदार्थों से बने फोटोडिटेक्टर ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि वे संवेदनशीलता में सुधार करने में मदद कर सकते हैं, लेकिन अब तक उच्च प्रदर्शन वाले कार्बनिक फोटोडिटेक्टर का निर्माण करना मुश्किल साबित हुआ है।

दक्षिण कोरिया के अजौ विश्वविद्यालय के सह-प्रमुख शोधकर्ता सुंगजुन पार्क ने कहा: "बड़े पैमाने पर उत्पादित सीएमओएस छवि सेंसर में कार्बनिक फोटोडिटेक्टरों को शामिल करने के लिए कार्बनिक प्रकाश अवशोषक की आवश्यकता होती है जो बड़े पैमाने पर निर्माण करना आसान होता है और तेज छवियों का उत्पादन करने के लिए ज्वलंत छवि पहचान में सक्षम होता है अंधेरे में उच्च फ्रेम दर पर। हमने पारदर्शी, हरित-संवेदनशील कार्बनिक फोटोडायोड विकसित किए हैं जो इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

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

दक्षिण कोरिया में सैमसंग एडवांस्ड इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एसएआईटी) की शोध टीम के सह-नेता क्यूंग-बे पार्क ने कहा: "हाइब्रिड ऑर्गेनिक बफर परत की शुरूआत के लिए धन्यवाद, हरे-चयनात्मक प्रकाश-अवशोषित कार्बनिक परत का उपयोग किया जाता है इन इमेज सेंसरों में अलग-अलग रंग के पिक्सल के बीच क्रॉसस्टॉक बहुत कम हो जाता है, और यह नया डिज़ाइन विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले कार्बनिक फोटोडायोड को इमेजिंग मॉड्यूल और फोटोसेंसर का एक प्रमुख घटक बना सकता है।

अधिक व्यावहारिक जैविक फोटोडिटेक्टर

अधिकांश कार्बनिक पदार्थ तापमान के प्रति अपनी संवेदनशीलता के कारण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं हैं। वे या तो उपचार के बाद उपयोग किए जाने वाले उच्च तापमान का सामना नहीं कर सकते हैं या लंबे समय तक मध्यम तापमान पर उपयोग किए जाने 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। पता लगाने की क्षमता इस बात का माप है कि कोई सेंसर कितनी अच्छी तरह कमजोर संकेतों का पता लगा सकता है। सुंगजुन पार्क कहते हैं, "हमने एक बाथ कॉपर लाइन (बीसीपी) पेश की: सी 60 हाइब्रिड बफर परत को इलेक्ट्रॉन परिवहन परत के रूप में, जो कार्बनिक फोटोडिटेक्टर को विशेष गुण देता 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 के साथ सिलिकॉन फोटोडायोड पर रखा जा सकता है।

शोधकर्ता बताते हैं कि नया फोटोडिटेक्टर पारंपरिक सिलिकॉन फोटोडायोड की तुलना में पहचान दर प्रदर्शित करता है। डिटेक्टर ने 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर 2 घंटे तक स्थिर रूप से काम किया और 85 डिग्री सेल्सियस पर 30 दिनों तक दीर्घकालिक परिचालन स्थिरता दिखाई। ये फोटोडिटेक्टर अच्छा रंग प्रदर्शन भी दिखाते हैं।

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