કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર્સના નવીનતમ સંશોધન પરિણામો

સંશોધકોએ CMOS ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ સાથે અત્યંત સંવેદનશીલ અને સુસંગત એવા પારદર્શક કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટરને શોષી લેનારા નવા લીલા પ્રકાશને વિકસાવ્યા અને દર્શાવ્યા છે. સિલિકોન હાઇબ્રિડ ઇમેજ સેન્સર્સમાં આ નવા ફોટોડિટેક્ટરને સામેલ કરવું ઘણી એપ્લિકેશનો માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે. આ એપ્લિકેશન્સમાં પ્રકાશ-આધારિત હાર્ટ રેટ મોનિટરિંગ, ફિંગરપ્રિન્ટ ઓળખ અને નજીકના પદાર્થોની હાજરીને શોધી કાઢતા ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે.

સ્માર્ટફોન અથવા વૈજ્ઞાનિક કેમેરામાં ઉપયોગમાં લેવાતા હોય, મોટાભાગના ઇમેજિંગ સેન્સર આજે CMOS ટેક્નોલોજી અને અકાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર પર આધારિત છે જે પ્રકાશ સિગ્નલોને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. જો કે કાર્બનિક પદાર્થોથી બનેલા ફોટોડિટેક્ટર ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યા છે કારણ કે તેઓ સંવેદનશીલતા સુધારવામાં મદદ કરી શકે છે, તે અત્યાર સુધી ઉચ્ચ-પ્રદર્શન કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટરનું ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ સાબિત થયું છે.

દક્ષિણ કોરિયાની અજોઉ યુનિવર્સિટીના સહ-મુખ્ય સંશોધક સુંગજુન પાર્કે જણાવ્યું હતું કે: “મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદિત CMOS ઇમેજ સેન્સરમાં કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટરનો સમાવેશ કરવા માટે કાર્બનિક પ્રકાશ શોષકની જરૂર પડે છે જે મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવા માટે સરળ હોય અને તીક્ષ્ણ છબીઓ બનાવવા માટે આબેહૂબ છબી ઓળખવામાં સક્ષમ હોય. અંધારામાં ઊંચા ફ્રેમ દરે. અમે પારદર્શક, લીલા-સંવેદનશીલ કાર્બનિક ફોટોડાયોડ્સ વિકસાવ્યા છે જે આ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે."

સંશોધકો ઓપ્ટિકા જર્નલમાં નવા ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટરનું વર્ણન કરે છે. તેઓએ લાલ અને વાદળી ફિલ્ટર્સ સાથે સિલિકોન ફોટોોડિયોડ પર પારદર્શક લીલા શોષી રહેલા કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટરને સુપરઇમ્પોઝ કરીને હાઇબ્રિડ RGB ઇમેજિંગ સેન્સર પણ બનાવ્યું.

દક્ષિણ કોરિયામાં સેમસંગ એડવાન્સ્ડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજી (SAIT) ના સંશોધન ટીમના સહ-નેતા Kyung-Bae પાર્કે જણાવ્યું હતું કે: “હાઇબ્રિડ ઓર્ગેનિક બફર લેયરની રજૂઆત બદલ આભાર, લીલા-પસંદગીયુક્ત પ્રકાશ-શોષક કાર્બનિક સ્તરનો ઉપયોગ થાય છે. આ ઇમેજ સેન્સરમાં વિવિધ કલર પિક્સેલ્સ વચ્ચેના ક્રોસસ્ટૉકને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે, અને આ નવી ડિઝાઇન ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઓર્ગેનિક ફોટોડાયોડ્સને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે ઇમેજિંગ મોડ્યુલો અને ફોટોસેન્સર્સનો મુખ્ય ઘટક બનાવી શકે છે."

વધુ વ્યવહારુ કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર

મોટાભાગની કાર્બનિક સામગ્રી તાપમાન પ્રત્યેની તેમની સંવેદનશીલતાને કારણે મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય નથી. તેઓ કાં તો સારવાર પછી ઉપયોગમાં લેવાતા ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી શકતા નથી અથવા લાંબા સમય સુધી મધ્યમ તાપમાને ઉપયોગમાં લેવાતા અસ્થિર બની જાય છે. આ પડકારને દૂર કરવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ સ્થિરતા, કાર્યક્ષમતા અને શોધને સુધારવા માટે ફોટોડિટેક્ટરના બફર સ્તરને સંશોધિત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. ડિટેક્ટેબિલિટી એ એક માપ છે કે સેન્સર નબળા સિગ્નલોને કેટલી સારી રીતે શોધી શકે છે. સુંગજુન પાર્ક કહે છે, "અમે બાથ કોપર લાઇન (BCP) : C60 હાઇબ્રિડ બફર લેયરને ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ લેયર તરીકે રજૂ કર્યું છે, જે ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટરને વિશેષ ગુણધર્મો આપે છે, જેમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને અત્યંત નીચા શ્યામ પ્રવાહનો સમાવેશ થાય છે, જે અવાજ ઘટાડે છે," સુંગજુન પાર્ક કહે છે. હાઇબ્રિડ ઇમેજ સેન્સર બનાવવા માટે ફોટોડિટેક્ટરને લાલ અને વાદળી ફિલ્ટર સાથે સિલિકોન ફોટોડિયોડ પર મૂકી શકાય છે.

સંશોધકો દર્શાવે છે કે નવા ફોટોડિટેક્ટર પરંપરાગત સિલિકોન ફોટોોડિયોડ્સની તુલનામાં શોધ દર દર્શાવે છે. ડિટેક્ટર 150 °C થી ઉપરના તાપમાને 2 કલાક સુધી સ્થિર રીતે કાર્ય કરે છે અને 85 °C પર 30 દિવસ માટે લાંબા ગાળાની ઓપરેશનલ સ્થિરતા દર્શાવે છે. આ ફોટોડિટેક્ટર પણ સારી કલર કામગીરી દર્શાવે છે.

આગળ, તેઓ મોબાઇલ અને પહેરી શકાય તેવા સેન્સર્સ (CMOS ઇમેજ સેન્સર્સ સહિત), પ્રોક્સિમિટી સેન્સર્સ અને ડિસ્પ્લે પર ફિંગરપ્રિન્ટ ઉપકરણો જેવી વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે નવા ફોટોડિટેક્ટર અને હાઇબ્રિડ ઇમેજ સેન્સરને કસ્ટમાઇઝ કરવાની યોજના ધરાવે છે.