ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ

ഗവേഷകർ പുതിയ പച്ച വെളിച്ചം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന സുതാര്യമായ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡെറ്റക്ടറുകൾ വികസിപ്പിക്കുകയും പ്രദർശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു, അത് വളരെ സെൻസിറ്റീവും CMOS നിർമ്മാണ രീതികളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഈ പുതിയ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ സിലിക്കൺ ഹൈബ്രിഡ് ഇമേജ് സെൻസറുകളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നത് പല ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ഉപയോഗപ്രദമാകും. ഈ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പ്രകാശത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഹൃദയമിടിപ്പ് നിരീക്ഷണം, ഫിംഗർപ്രിൻ്റ് തിരിച്ചറിയൽ, സമീപത്തുള്ള വസ്തുക്കളുടെ സാന്നിധ്യം കണ്ടെത്തുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

സ്‌മാർട്ട്‌ഫോണുകളിലോ ശാസ്ത്രീയ ക്യാമറകളിലോ ഉപയോഗിച്ചാലും, ഇന്ന് മിക്ക ഇമേജിംഗ് സെൻസറുകളും CMOS സാങ്കേതികവിദ്യയിലും പ്രകാശ സിഗ്നലുകളെ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്ന അജൈവ ഫോട്ടോഡിറ്റക്‌റ്ററുകളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുമെന്നതിനാൽ ഓർഗാനിക് വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ച ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് ഇതുവരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ അജൗ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ കോ-ലീഡ് ഗവേഷകനായ സുങ്‌ജുൻ പാർക്ക് പറഞ്ഞു: “ബഹുജനമായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന CMOS ഇമേജ് സെൻസറുകളിൽ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നതിന്, വലിയ തോതിൽ നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളതും മൂർച്ചയുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉജ്ജ്വലമായ ഇമേജ് തിരിച്ചറിയാൻ കഴിവുള്ളതുമായ ഓർഗാനിക് ലൈറ്റ് അബ്സോർബറുകൾ ആവശ്യമാണ്. ഇരുട്ടിൽ ഉയർന്ന ഫ്രെയിം നിരക്കിൽ. ഈ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന സുതാര്യമായ, ഗ്രീൻ സെൻസിറ്റീവ് ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ ഞങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഒപ്റ്റിക്ക ജേണലിൽ പുതിയ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോ ഡിറ്റക്‌ടറിനെ കുറിച്ച് ഗവേഷകർ വിവരിക്കുന്നു. ചുവപ്പും നീലയും ഫിൽട്ടറുകളുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡിലേക്ക് സുതാര്യമായ പച്ച ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡെറ്റക്റ്റർ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്തുകൊണ്ട് അവർ ഒരു ഹൈബ്രിഡ് RGB ഇമേജിംഗ് സെൻസറും സൃഷ്ടിച്ചു.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ സാംസങ് അഡ്വാൻസ്ഡ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ (SAIT) ഗവേഷണ സംഘത്തിൻ്റെ സഹ-നേതാവ് ക്യുങ്-ബേ പാർക്ക് പറഞ്ഞു: “ഒരു ഹൈബ്രിഡ് ഓർഗാനിക് ബഫർ ലെയർ അവതരിപ്പിച്ചതിന് നന്ദി, പച്ച തിരഞ്ഞെടുക്കുന്ന പ്രകാശം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഓർഗാനിക് പാളി. ഈ ഇമേജ് സെൻസറുകൾ വ്യത്യസ്‌ത കളർ പിക്‌സലുകൾക്കിടയിലുള്ള ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് വളരെയധികം കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ പുതിയ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡയോഡുകളെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള ഇമേജിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളുടെയും ഫോട്ടോസെൻസറുകളുടെയും പ്രധാന ഘടകമാക്കാൻ കഴിയും.

കൂടുതൽ പ്രായോഗിക ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ

താപനിലയോടുള്ള സംവേദനക്ഷമത കാരണം മിക്ക ജൈവവസ്തുക്കളും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപാദനത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല. ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷമുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയില്ല അല്ലെങ്കിൽ മിതമായ താപനിലയിൽ ദീർഘകാലം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അസ്ഥിരമാകും. ഈ വെല്ലുവിളിയെ മറികടക്കാൻ, സ്ഥിരത, കാര്യക്ഷമത, കണ്ടെത്തൽ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിൻ്റെ ബഫർ പാളി പരിഷ്കരിക്കുന്നതിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. ഒരു സെൻസറിന് എത്രത്തോളം ദുർബലമായ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്താനാകും എന്നതിൻ്റെ അളവാണ് ഡിറ്റക്റ്റബിലിറ്റി. "ഞങ്ങൾ ഒരു ബാത്ത് കോപ്പർ ലൈൻ (BCP) അവതരിപ്പിച്ചു: ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ലെയർ ആയി C60 ഹൈബ്രിഡ് ബഫർ ലെയർ, ഇത് ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡെറ്റക്ടറിന് പ്രത്യേക ഗുണങ്ങൾ നൽകുന്നു, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും വളരെ കുറഞ്ഞ ഇരുണ്ട കറൻ്റും ഉൾപ്പെടെ, ശബ്ദം കുറയ്ക്കുന്നു," സുങ്‌ജുൻ പാർക്ക് പറയുന്നു. ഒരു ഹൈബ്രിഡ് ഇമേജ് സെൻസർ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിന്, ചുവപ്പും നീലയും ഫിൽട്ടറുകളുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡിൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ സ്ഥാപിക്കാവുന്നതാണ്.

പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന കണ്ടെത്തൽ നിരക്കുകൾ പുതിയ ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ കാണിക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷകർ കാണിക്കുന്നു. ഡിറ്റക്ടർ 150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ 2 മണിക്കൂർ സ്ഥിരമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും 85 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 30 ദിവസത്തേക്ക് ദീർഘകാല പ്രവർത്തന സ്ഥിരത കാണിക്കുകയും ചെയ്തു. ഈ ഫോട്ടോ ഡിറ്റക്ടറുകൾ മികച്ച വർണ്ണ പ്രകടനവും കാണിക്കുന്നു.

അടുത്തതായി, മൊബൈൽ, വെയറബിൾ സെൻസറുകൾ (സിഎംഒഎസ് ഇമേജ് സെൻസറുകൾ ഉൾപ്പെടെ), പ്രോക്സിമിറ്റി സെൻസറുകൾ, ഡിസ്പ്ലേകളിലെ ഫിംഗർപ്രിൻ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പുതിയ ഫോട്ടോഡെറ്റക്ടറുകളും ഹൈബ്രിഡ് ഇമേജ് സെൻസറുകളും ഇഷ്‌ടാനുസൃതമാക്കാൻ അവർ പദ്ധതിയിടുന്നു.