Международная команда исследователей разработала гибкие органические фотодиоды, которыми можно покрыть большую площадь. Устройства можно будет использовать для замены сложных дорогих матриц, которые требуются кремниевым фотодиодам. Органические фотодиоды обеспечивают сопоставимую производительность в видимом спектре и могу применяться при изготовлении различных детекторов, в биомедицинской визуализации и мониторинге.

Статья опубликована в журнале Science.

«Мы смогли впервые продемонстрировать, что органические фотодиоды, созданные в растворах при низких температурах, могут зарегистрировать всего несколько сотен тысяч фотонов видимого света за секунду, — рассказал один из авторов исследования, сотрудник Технологического института Джорджии Канек Фуэнтес-Эрнандес. — Возможность наносить эти материалы на подложки большой площади произвольной формы означает, что новые органические фотодиоды обладают явными преимуществами по сравнению с современными кремниевыми фотодиодами».

В состав органических фотодиодов, разработанных международной командой ученых, входит полиэтиленимин, который позволяет создавать фотоэлектрические устройства с низким уровнем темнового тока — тока, который проходит через устройство в темноте. Таким образом, материалы могут быть использованы при создании фотодетекторов для улавливания слабых сигналов видимого света.

Еще одно актуальное применение новых фотодиодов — пульсоксиметры, приборы, которые надевают на палец для измерения частоты сердечных сокращений и уровня кислорода в крови. Кроме того, фотодиоды можно использовать для обнаружения ионизирующего излучения с помощью сцинтилляции — вспышки света, излучаемой люминофором при столкновении с частицей высокой энергии.

Органические пленки поглощают свет эффективнее кремниевых, поэтому общая толщина, необходимая для поглощения этого света, очень мала — всего 500 нанометров. Грамм материала может покрыть поверхность офисного стола. Ключевые параметры производительности органических фотодиодов хорошо сопоставимы с кремниевыми, за исключением времени отклика. Это связано с тем, что органические устройства не так упорядочены, как кристаллические материалы. Теперь исследователи работают над тем, чтобы улучшить и этот параметр.