【世界播资讯】研究人员开发了一种新的光电探测器，可用于医疗传感器、指纹识别等

来源：腾讯网　2022-08-28 15:55:46

研究人员制造了绿色吸收的透明有机光电探测器，该探测器具有高灵敏度且与CMOS制造方法兼容。他们将其中一种绿色有机光电探测器与具有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管相结合，以形成有机硅混合RGB成像传感器。

【资料图】

新的绿光吸收光电探测器可用于医疗传感器，指纹识别等。

研究人员已经开发并证明了具有高灵敏度且与CMOS制造方法兼容的新型绿光吸收透明有机光电探测器。将这些新的光电探测器整合到有机硅混合图像传感器中可能对许多应用有用。这些包括基于光的心率监测，指纹识别以及检测附近物体存在的设备。

无论是用于科学相机还是智能手机，当今的大多数成像传感器都基于CMOS技术和无机光电探测器，可将光信号转换为电信号。例如，尽管由有机材料制成的光电探测器因其有助于提高灵敏度而引起人们的注意，但迄今为止，已经证明很难制造出高性能的有机光电探测器。

“要将有机光电探测器整合到批量生产的CMOS图像传感器中，需要易于大规模制造的有机光吸收剂，并且可以在黑暗中以高帧速率完成生动的图像识别并产生不同的图像，”大韩民国Ajou大学的Sungjun Park说，他是该研究团队的共同负责人。“我们开发了透明的绿色敏感有机光电二极管，可以满足这些要求。

研究人员今天（2022年8月25日）在Optica出版集团的高影响力研究期刊Optica上描述了新的有机光电探测器。他们还通过将透明的绿色吸收有机光电探测器叠加到具有红色和蓝色滤光片的硅光电二极管上，创造了一种混合RGB成像传感器。

“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光吸收有机层大大减少了不同颜色像素之间的串扰，”来自大韩民国三星先进技术研究院（SAIT）的研究小组联合负责人Kyung-Bae Park说。“这种新设计可以使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。

更实用的有机光电探测器

由于温度敏感，大多数有机材料不适合大规模生产。它们要么无法承受用于后处理的高温，要么在中等温度下长时间使用时变得不稳定。为了克服这一挑战，科学家们专注于修改光电探测器的缓冲层，以提高稳定性、效率和检测率。检测率是衡量传感器检测微弱信号的能力的指标。

“我们引入了一种巴吞吐臼（BCP）：C60混合缓冲层作为电子传输层，”Sungjun Park说。这赋予了有机光电探测器非凡的特性，包括更高的效率和极低的暗电流，从而降低了噪声。该光电探测器可以放置在具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。

研究人员证明，新的光电探测器表现出与传统硅光电二极管相当的检测率。探测器在高于150°C（302°F）的温度下稳定运行2小时，并在85°C（185°F）下显示出30天的长期运行稳定性。光电探测器也表现出良好的色彩表现力。

接下来，他们计划定制新的光电探测器和混合图像传感器，用于各种应用，如移动和可穿戴传感器（包括CMOS图像传感器）、接近传感器和指纹显示设备。

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