แม้ว่าโฟโตไดโอดซิลิคอนจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการตรวจจับแสงมากมาย แต่การปรับขนาดให้สูงขึ้นนั้นทำได้ยากและมีราคาแพง นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย ในสหรัฐอเมริกาได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของไดโอดเหล่านี้กับไดโอดที่ใช้โพลิเมอร์อินทรีย์ ซึ่งง่ายต่อการประดิษฐ์ในพื้นที่ขนาดใหญ่ ค่อนข้างแปลกใจที่นักวิจัยพบว่าอุปกรณ์อินทรีย์ตรงกับอุปกรณ์อนินทรีย์
ในทุกด้าน
ยกเว้นเวลาตอบสนอง สมาชิกในทีมกล่าวว่า “ผลลัพธ์ที่ได้ขัดแย้งกับภูมิปัญญาดั้งเดิมที่เปลี่ยนไปใช้วัสดุอินทรีย์ที่สามารถนำไปสู่อุปกรณ์ที่ปรับขนาดได้ ซึ่งหมายถึงการเลิกใช้ประสิทธิภาพ” โฟโตไดโอดซิลิคอน (SiPDs) เป็นเครื่องตรวจจับที่มีประสิทธิภาพมากของแสงอัลตราไวโอเลต
แสงที่มองเห็นได้ และแสงอินฟราเรดใกล้ หนึ่งในเมตริกที่วัดประสิทธิภาพคือกำลังเทียบเท่าสัญญาณรบกวน (NEP) ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นกำลังแสงที่สร้างอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน เท่ากับหนึ่ง เนื่องจากประสิทธิภาพของโฟโตไดโอดจะแตกต่างกันไปตามพื้นที่และแบนด์วิธที่ใช้วัดค่า
นักวิจัยยังใช้พารามิเตอร์อื่น คือการตรวจจับที่เฉพาะเจาะจง เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ต่างๆ ค่าการตรวจจับเฉพาะที่สูงขึ้นหมายความว่าโฟโตไดโอดสามารถตรวจจับระดับแสงที่จางลงได้
พื้นที่ขนาดเล็กและสัญญาณรบกวนต่ำทำงานได้ดีเมื่อเทียบกับเมตริกเหล่านี้
พวกมันมีการตรวจจับที่เฉพาะเจาะจงประมาณ 10 12ซม. เฮิร์ตซ์1/2 W -1ในส่วนที่มองเห็นได้และอินฟราเรดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อประเมินที่แบนด์วิธต่ำ อย่างไรก็ตาม การรักษาประสิทธิภาพนี้ไว้เมื่ออุปกรณ์ถูกประกอบขึ้นในพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้น จำเป็นต้องควบคุมข้อบกพร่องของคริสตัล
ในวัสดุโฟโตไดโอดอย่างเข้มงวด สิ่งนี้อาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผล และหัวหน้าทีมตั้งข้อสังเกตว่าความรู้ว่า SiPDs ทำงานได้ดีเพียงใดอาจเป็นเรื่องเล็กน้อย “น่าเสียดายที่เมตริกเหล่านี้ไม่ค่อยมีใครวัดได้ และการประมาณที่ไม่ได้รับการยืนยันอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาด ครั้งใหญ่เมื่อประเมินค่าของพวกมัน”
และเพื่อนร่วมงาน
ได้วัดเมตริกหลักเหล่านี้โดยตรง โดยพบว่าโฟโตไดโอดแบบยืดหยุ่นที่มีสัญญาณรบกวนต่ำและประมวลผลในพื้นที่ขนาดใหญ่นั้นมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับ SiPD ในพื้นที่ขนาดเล็กในการตรวจจับแสงสลัวในช่วงที่มองเห็นได้ อุปกรณ์ออร์แกนิกยังแสดงค่ากระแสไฟฟ้าของสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์
ในช่วงสิบเฟมโตแอมแปร์ และค่าพลังงานเทียบเท่าเสียงรบกวนไม่กี่ร้อยเฟมโตวัตต์ ค่าทั้งสองเปรียบเทียบได้ดีกับซิลิกอนเมื่อวัดที่แบนด์วิธต่ำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ ในการทำงาน สมาชิกของทีม ศึกษาโฟโตไดโอดอินทรีย์ บนอิเล็กโทรดอินเดียมดีบุกออกไซด์/โพลิเอทิลนิมีนเอทอกซีเลต
และอิเล็กโทรด MoO x /Ag อิเล็กโทรด มีความเสถียรในอากาศและยังช่วยให้นักวิจัยสามารถผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่มีกระแสมืดในระดับต่ำ (กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์แม้ในขณะที่ไม่มีแสงส่องผ่าน) กระแสมืดต่ำเหล่านี้หมายความว่าสามารถใช้วัสดุในเครื่องตรวจจับด้วยแสงที่ออกแบบ
มาเพื่อจับสัญญาณจางๆ ของแสงที่มองเห็นได้เช่นเดียวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้โพลิเมอร์อินทรีย์อื่นๆ โฟโตไดโอดเหล่านี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เทคนิคการประมวลผลแบบง่ายๆ และการพิมพ์อิงค์เจ็ต ทำให้สามารถเคลือบบนพื้นผิวต่างๆ ได้ รวมถึงพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้
เช่น พื้นผิวที่ใช้กับจอแสดงผลและโซลาร์เซลล์ ฟิล์มบางออร์แกนิกยังดูดซับได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าซิลิกอน ดังนั้นความหนาโดยรวมของชั้นดูดซับแสงที่ใช้งานในโฟโตไดโอดออร์แกนิกจึงมีขนาดเล็กมาก แท้จริงแล้วชั้นโฟโตไดโอดของทีม ที่ใช้งานอยู่มีความหนาเพียง 500 นาโนเมตร
การวัดโดยตรงเผยให้เห็นว่าอุปกรณ์ที่ใช้วัสดุเหล่านี้สามารถตรวจจับโฟตอนแสงที่มองเห็นได้เพียงไม่กี่แสนโฟตอนต่อวินาที ซึ่งเทียบเท่ากับขนาดของแสงที่มาถึงตาเราจากดาวดวงเดียวในท้องฟ้าอันมืดมิด อธิบาย ความไวนี้เมื่อรวมกับความสามารถในการเคลือบบนพื้นผิวขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างตามอำเภอใจ
หมายความว่า
โฟโตไดโอดอินทรีย์ “ในปัจจุบันมีข้อดีที่ชัดเจนกว่า SiPD ที่ล้ำสมัยในการใช้งานที่ต้องการเวลาตอบสนองในช่วงหลายสิบไมโครวินาที “เขากล่าวเสริม ขยายช่วงของการใช้งานทีมงานกล่าวว่าโฟโตไดโอดอินทรีย์สามารถนำไปใช้ในทางการแพทย์ เช่น เครื่องวัดค่าออกซิเจนในเลือด
ซึ่งใช้แสงเพื่อวัดอัตราการเต้นของหัวใจและระดับออกซิเจนในเลือด ความยืดหยุ่นของโฟโตไดโอดเหล่านี้อาจทำให้วางอุปกรณ์ดังกล่าวหลายชิ้นในบริเวณต่างๆ ของร่างกายได้ และนักวิจัยกล่าวว่าสามารถตรวจจับแสงได้หนึ่งในสิบของแสงที่อุปกรณ์ทั่วไปต้องการ สิ่งนี้จะทำให้สามารถ
สร้างเครื่องตรวจสอบสุขภาพที่สวมใส่ได้ซึ่งให้ข้อมูลทางสรีรวิทยาที่ดีขึ้น มีอุปสรรคเพียงประการเดียว: ที่ 35 ไมโครวินาที เวลาตอบสนองของอุปกรณ์อินทรีย์จะนานกว่า อย่างมาก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีเวลาในการตอบสนองเป็นพิโควินาทีหรือนาโนวินาที นักวิจัยที่รายงานผลงานของพวกเขา
ในสาขาวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขากำลังทำงานเพื่อปรับปรุงเวลาตอบสนองเพื่อขยายช่วงของแอปพลิเคชันที่เป็นไปได้สำหรับอุปกรณ์ “เวลาตอบสนองที่ช้าลงของอุปกรณ์ปัจจุบันของเรามาจากการที่เราใช้วัสดุที่ผ่านการประมวลผลจากหมึกพิมพ์โดยใช้เทคนิคการพิมพ์หรือการเคลือบ
ที่ไม่ได้เรียงลำดับตามวัสดุที่เป็นผลึก” “ด้วยเหตุนี้ การเคลื่อนที่ของพาหะและความเร็วของพาหะที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านวัสดุเหล่านี้จึงต่ำกว่า ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถรับสัญญาณที่รวดเร็วแบบเดียวกับที่คุณได้รับจากซิลิกอน แต่สำหรับหลายๆ แอปพลิเคชัน คุณไม่จำเป็นต้องมีเวลาตอบสนอง
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
