韓國研究人員開發(fā)出一種吸收綠光的透明有機(jī)光電探測器，該探測器具有高靈敏度并與CMOS制造方法兼容。將這些新的光電探測器整合到有機(jī)硅混合圖像傳感器中，或有助于開發(fā)基于光的心率監(jiān)測、指紋識別和檢測附近物體存在的設(shè)備。研究成果近日刊發(fā)在《光學(xué)》期刊上。

當(dāng)今的大多數(shù)成像傳感器都是基于CMOS技術(shù)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的無機(jī)光電探測器。例如，由有機(jī)材料制成的光電探測器雖具高靈敏度，但制造高性能有機(jī)光電探測器很困難。

研究人員稱，要將有機(jī)光電探測器集成到大規(guī)模生產(chǎn)的CMOS圖像傳感器中，需要有機(jī)光吸收器，這種吸收器易于大規(guī)模制造，且可實(shí)現(xiàn)生動的圖像識別，并在黑暗中以高幀速率產(chǎn)生清晰的圖像。為此，他們開發(fā)了可滿足這些要求的高靈敏綠色透明有機(jī)光電二極管。

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吸光有機(jī)層大大減少了不同顏色像素之間的串?dāng)_。這種新設(shè)計可讓高性能有機(jī)光電二極管成為各種應(yīng)用中使用的成像模塊和光電傳感器的主要組件。

大多數(shù)有機(jī)材料不適合大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)樗鼈儾荒艹惺苡糜诤筇幚淼母邷?，或者在中等溫度下長期使用會變得不穩(wěn)定。為了克服這一挑戰(zhàn)，研究人員專注于修改光電探測器的緩沖層，以提高穩(wěn)定性、效率和探測能力。

研究人員引入了浴銅素混合緩沖層作為電子傳輸層，這為有機(jī)光電探測器提供了卓越的特性，包括更高的效率和極低的暗電流，從而降低了噪音。該光電探測器可放置在帶有紅色和藍(lán)色濾光片的硅光電二極管上，以創(chuàng)建混合圖像傳感器。

研究人員說，新的光電探測器表現(xiàn)出與傳統(tǒng)硅光電二極管相當(dāng)?shù)奶綔y能力。探測器表現(xiàn)出良好的色彩表現(xiàn)，在150℃以上的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行2小時，在85℃下運(yùn)行30天，表現(xiàn)出了長期運(yùn)行穩(wěn)定性。

研究人員制造了具有高靈敏度且與CMOS制造方法兼容的綠色吸收透明有機(jī)光電探測器。他們將其中一個綠色有機(jī)光電探測器與帶有紅色和藍(lán)色濾光片的硅光電二極管相結(jié)合，創(chuàng)建出有機(jī)—硅混合RGB成像傳感器。