ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ ഏറ്റവും പുതിയ ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ

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

സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകളിലോ ശാസ്ത്രീയ ക്യാമറകളിലോ ഉപയോഗിച്ചാലും, ഇന്നത്തെ മിക്ക ഇമേജിംഗ് സെൻസറുകളും CMOS സാങ്കേതികവിദ്യയെയും പ്രകാശ സിഗ്നലുകളെ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്ന അജൈവ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളെയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കുന്നതിനാൽ ജൈവ വസ്തുക്കളാൽ നിർമ്മിച്ച ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത് ഇതുവരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണെന്ന് തെളിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ അജോ സർവകലാശാലയിലെ സഹ-പ്രധാന ഗവേഷകനായ സുങ്ജുൻ പാർക്ക് പറഞ്ഞു: "വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന CMOS ഇമേജ് സെൻസറുകളിൽ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നതിന്, വലിയ തോതിൽ നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പമുള്ളതും ഇരുട്ടിൽ ഉയർന്ന ഫ്രെയിം നിരക്കുകളിൽ മൂർച്ചയുള്ള ചിത്രങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉജ്ജ്വലമായ ഇമേജ് തിരിച്ചറിയൽ ശേഷിയുള്ളതുമായ ഓർഗാനിക് ലൈറ്റ് അബ്സോർബറുകൾ ആവശ്യമാണ്. ഈ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന സുതാര്യവും പച്ച സെൻസിറ്റീവുമായ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡയോഡുകൾ ഞങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്."

ഒപ്റ്റിക്ക എന്ന ജേണലിൽ ഗവേഷകർ പുതിയ ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിനെക്കുറിച്ച് വിവരിക്കുന്നു. ചുവപ്പും നീലയും ഫിൽട്ടറുകളുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡിലേക്ക് ഒരു സുതാര്യമായ പച്ച ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്തുകൊണ്ട് അവർ ഒരു ഹൈബ്രിഡ് RGB ഇമേജിംഗ് സെൻസറും സൃഷ്ടിച്ചു.

ദക്ഷിണ കൊറിയയിലെ സാംസങ് അഡ്വാൻസ്ഡ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ (SAIT) ഗവേഷണ സംഘത്തിന്റെ സഹ-നേതാവായ ക്യുങ്-ബേ പാർക്ക് പറഞ്ഞു: "ഒരു ഹൈബ്രിഡ് ഓർഗാനിക് ബഫർ പാളിയുടെ ആമുഖത്തിന് നന്ദി, ഈ ഇമേജ് സെൻസറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗ്രീൻ-സെലക്ടീവ് ലൈറ്റ്-അബ്സോർബിംഗ് ഓർഗാനിക് പാളി വ്യത്യസ്ത വർണ്ണ പിക്സലുകൾക്കിടയിലുള്ള ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കിനെ വളരെയധികം കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ പുതിയ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡയോഡുകളെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള ഇമേജിംഗ് മൊഡ്യൂളുകളുടെയും ഫോട്ടോസെൻസറുകളുടെയും പ്രധാന ഘടകമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും."

കൂടുതൽ പ്രായോഗികമായ ജൈവ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ

താപനിലയോടുള്ള സംവേദനക്ഷമത കാരണം മിക്ക ജൈവവസ്തുക്കളും വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല. ചികിത്സയ്ക്കുശേഷം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയെ അവയ്ക്ക് നേരിടാൻ കഴിയില്ല അല്ലെങ്കിൽ മിതമായ താപനിലയിൽ ദീർഘനേരം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ അസ്ഥിരമാകും. ഈ വെല്ലുവിളി മറികടക്കാൻ, സ്ഥിരത, കാര്യക്ഷമത, കണ്ടെത്തൽ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ ബഫർ പാളി പരിഷ്കരിക്കുന്നതിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചു. ദുർബലമായ സിഗ്നലുകളെ സെൻസറിന് എത്രത്തോളം നന്നായി കണ്ടെത്താൻ കഴിയുമെന്നതിന്റെ അളവുകോലാണ് ഡിറ്റക്ഷബിലിറ്റി. “ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് ലെയറായി ഞങ്ങൾ ഒരു ബാത്ത് കോപ്പർ ലൈൻ (BCP) : C60 ഹൈബ്രിഡ് ബഫർ ലെയർ അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ഓർഗാനിക് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന് ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും വളരെ കുറഞ്ഞ ഇരുണ്ട വൈദ്യുതധാരയും ഉൾപ്പെടെയുള്ള പ്രത്യേക ഗുണങ്ങൾ നൽകുന്നു, ഇത് ശബ്ദം കുറയ്ക്കുന്നു,” സുങ്ജുൻ പാർക്ക് പറയുന്നു. ഒരു ഹൈബ്രിഡ് ഇമേജ് സെൻസർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ചുവപ്പും നീലയും ഫിൽട്ടറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡിൽ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ സ്ഥാപിക്കാം.

പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡയോഡുകളുടേതിന് സമാനമായ കണ്ടെത്തൽ നിരക്കുകൾ പുതിയ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഗവേഷകർ തെളിയിക്കുന്നു. 150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ ഡിറ്റക്ടർ 2 മണിക്കൂർ സ്ഥിരതയോടെ പ്രവർത്തിച്ചു, 85 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 30 ദിവസത്തേക്ക് ദീർഘകാല പ്രവർത്തന സ്ഥിരത കാണിച്ചു. ഈ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ മികച്ച വർണ്ണ പ്രകടനവും കാണിക്കുന്നു.

അടുത്തതായി, മൊബൈൽ, വെയറബിൾ സെൻസറുകൾ (CMOS ഇമേജ് സെൻസറുകൾ ഉൾപ്പെടെ), പ്രോക്സിമിറ്റി സെൻസറുകൾ, ഡിസ്പ്ലേകളിലെ ഫിംഗർപ്രിന്റ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി പുതിയ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളും ഹൈബ്രിഡ് ഇമേജ് സെൻസറുകളും ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാൻ അവർ പദ്ധതിയിടുന്നു.