ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટર્સના નવીનતમ સંશોધન પરિણામો

સંશોધકોએ નવા લીલા પ્રકાશને શોષી લેતા પારદર્શક કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર્સ વિકસાવ્યા છે અને તેનું પ્રદર્શન કર્યું છે જે અત્યંત સંવેદનશીલ છે અને CMOS ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ સાથે સુસંગત છે. આ નવા ફોટોડિટેક્ટર્સને સિલિકોન હાઇબ્રિડ ઇમેજ સેન્સરમાં સામેલ કરવાથી ઘણી એપ્લિકેશનો માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે. આ એપ્લિકેશનોમાં પ્રકાશ-આધારિત હૃદય દર મોનિટરિંગ, ફિંગરપ્રિન્ટ ઓળખ અને નજીકના પદાર્થોની હાજરી શોધી કાઢતા ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે.

સ્માર્ટફોનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા હોય કે વૈજ્ઞાનિક કેમેરામાં, આજે મોટાભાગના ઇમેજિંગ સેન્સર CMOS ટેકનોલોજી અને અકાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર પર આધારિત છે જે પ્રકાશ સંકેતોને વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતરિત કરે છે. જોકે કાર્બનિક પદાર્થોથી બનેલા ફોટોડિટેક્ટર ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યા છે કારણ કે તે સંવેદનશીલતા સુધારવામાં મદદ કરી શકે છે, પરંતુ અત્યાર સુધી ઉચ્ચ-પ્રદર્શનવાળા ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટરનું ઉત્પાદન કરવું મુશ્કેલ સાબિત થયું છે.

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

સંશોધકોએ ઓપ્ટિકા જર્નલમાં નવા ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટરનું વર્ણન કર્યું છે. તેમણે લાલ અને વાદળી ફિલ્ટર્સ સાથે સિલિકોન ફોટોડાયોડ પર પારદર્શક લીલા શોષક કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટરને સુપરઇમ્પોઝ કરીને હાઇબ્રિડ RGB ઇમેજિંગ સેન્સર પણ બનાવ્યું.

દક્ષિણ કોરિયામાં સેમસંગ એડવાન્સ્ડ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી (SAIT) ના સંશોધન ટીમના સહ-નેતા ક્યુંગ-બે પાર્કે જણાવ્યું હતું કે: "હાઇબ્રિડ ઓર્ગેનિક બફર લેયરની રજૂઆત બદલ આભાર, આ ઇમેજ સેન્સર્સમાં વપરાતું લીલું-પસંદગીયુક્ત પ્રકાશ-શોષક કાર્બનિક સ્તર વિવિધ રંગ પિક્સેલ્સ વચ્ચે ક્રોસટોકને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે, અને આ નવી ડિઝાઇન ઉચ્ચ-પ્રદર્શન કાર્બનિક ફોટોડાયોડ્સને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે ઇમેજિંગ મોડ્યુલો અને ફોટોસેન્સર્સનો મુખ્ય ઘટક બનાવી શકે છે."

વધુ વ્યવહારુ કાર્બનિક ફોટોડિટેક્ટર્સ

મોટાભાગના કાર્બનિક પદાર્થો તાપમાન પ્રત્યે 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 ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે અસ્થિર બની જાય છે. આ પડકારને દૂર કરવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ સ્થિરતા, કાર્યક્ષમતા અને શોધ સુધારવા માટે ફોટોડિટેક્ટરના બફર સ્તરને સંશોધિત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. ડિટેક્ટેબિલિટી એ સેન્સર નબળા સંકેતોને કેટલી સારી રીતે શોધી શકે છે તેનું માપ છે. "અમે બાથ કોપર લાઇન (BCP) રજૂ કરી: C60 હાઇબ્રિડ બફર સ્તર ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સપોર્ટ લેયર તરીકે, જે ઓર્ગેનિક ફોટોડિટેક્ટરને ખાસ ગુણધર્મો આપે છે, જેમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને અત્યંત ઓછા ડાર્ક કરંટનો સમાવેશ થાય છે, જે અવાજ ઘટાડે છે," સુંગજુન પાર્ક કહે છે. હાઇબ્રિડ ઇમેજ સેન્સર બનાવવા માટે ફોટોડિટેક્ટરને લાલ અને વાદળી ફિલ્ટરવાળા સિલિકોન ફોટોડાયોડ પર મૂકી શકાય છે.

સંશોધકો દર્શાવે છે કે નવું ફોટોડિટેક્ટર પરંપરાગત સિલિકોન ફોટોડાયોડ્સની તુલનામાં શોધ દર દર્શાવે છે. ડિટેક્ટર 150 °C થી વધુ તાપમાને 2 કલાક સુધી સ્થિર રીતે કાર્યરત હતું અને 85 °C પર 30 દિવસ સુધી લાંબા ગાળાની કાર્યકારી સ્થિરતા દર્શાવે છે. આ ફોટોડિટેક્ટર્સ સારા રંગ પ્રદર્શન પણ દર્શાવે છે.

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