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可量产高灵敏有机光电探测器出现 在医疗传感器、指纹识别等领域应用广泛

admin2022-08-279

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  科技日报北京8月25日电 (记者张梦然)韩国研究人员开发出一种吸收绿光的透明有机光电探测器,该探测器具有高灵敏度并与CMOS制造方法兼容。将这些新的光电探测器整合到有机硅混合图像传感器中,或有助于开发基于光的心率监测、指纹识别和检测附近物体存在的设备。研究成果近日刊发在《光学》杂志上。

  当今的大多数成像传感器都是基于CMOS技术将光信号转换为电信号的无机光电探测器。例如,由有机材料制成的光电探测器虽具高灵敏度,但制造高性能有机光电探测器很困难。

  研究人员称,要将有机光电探测器集成到大规模生产的CMOS图像传感器中,需要有机光吸收器,这种吸收器易于大规模制造,且可实现生动的图像识别,并在黑暗中以高帧速率产生清晰的图像。为此,他们开发了可满足这些要求的高灵敏绿色透明有机光电二极管。

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  由于引入了混合有机缓冲层,这些图像传感器中使用的绿色选择性吸光有机层大大减少了不同颜色像素之间的串扰。这种新设计可让高性能有机光电二极管成为各种应用中使用的成像模块和光电传感器的主要组件。

  大多数有机材料不适合大规模生产,因为它们不能承受用于后处理的高温,或者在中等温度下长期使用会变得不稳定。为了克服这一挑战,研究人员专注于修改光电探测器的缓冲层,以提高稳定性、效率和探测能力。

  研究人员引入了浴铜素混合缓冲层作为电子传输层,这为有机光电探测器提供了卓越的特性,包括更高的效率和极低的暗电流,从而降低了噪音。该光电探测器可放置在带有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管上,以创建混合图像传感器。

  研究人员说,新的光电探测器表现出与传统硅光电二极管相当的探测能力。探测器表现出良好的色彩表现,在150℃以上的温度下稳定运行2小时,在85℃下运行30天,表现出了长期运行稳定性。

  研究人员制造了具有高灵敏度且与CMOS制造方法兼容的绿色吸收透明有机光电探测器。他们将其中一个绿色有机光电探测器与带有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管相结合,创建出有机—硅混合RGB成像传感器。

【编辑:邵婉云】
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