Tyndere fotodiode med højere stabilitet og ydeevne

Et forskerhold fra DGIST har afsløret en ny højtydende fotodiode, der reducerer tykkelsen til en sjettedel af konventionelle siliciumfotodioder. Ifølge forskerne, de arbejdede på at udvikle en teknologi til at øge fotodiodernes stabilitet og ydeevne ved hjælp af kubiske perovskit -nanokrystaller. Anvendelse af denne teknologi på fremtidige fotodioder vil bidrage til de felter, der kræver høj akkumulering og opløsning.

Fotodioder af silicium, de grundlæggende fotoelektriske konverteringsenheder i billedsensorer, betragtes som grundpillen for en række billedbehandlingsapplikationer på grund af deres lave støj, bred båndbredde absorption, og høj driftsfrekvens. Ikke desto mindre, de siliciumfotodioder, der i øjeblikket bruges i industrien, har begrænset opløsningsforbedring på grund af deres tykkelse, overstiger 3 mikrometer (μm). Perovskite, som er et af de vigtigste erstatningsmaterialer, absorberer lys godt, men det var svært at bruge det på grund af dets lave stabilitet.

Som en måde at overvinde ulemperne ved de eksisterende materialer, Professor Chung var opmærksom på, at cæsium blyiodid (CsPbI3) perovskit opretholder stabilitet i form af kubiske nanokrystaller. Forskergruppen har udviklet en ny type tyndfilm fotodiode, der anvender kubisk cæsium blyiodid perovskit nanokrystaller og svovlforbindelser mellem fotodiodens elektroder. Fotodioderne udviklet af teamet har forbedret stabilitet gennem syre-base reaktioner mellem plumbum ioner (Pb2 +) og svovl (S2-) anioner.

I dette studie, den optimerede 0,5 mikrometer tykke tyndfilm fotodiode viste en følsomhed på 1,8 × 1012 Jones, ligner en siliciumfotodiode. Ud over, den blev stabilt betjent i mere end 10 timer, selv under de barske forhold med relativ luftfugtighed på over 80 procent.

Forskerne foreslog en metode til at forbedre stabiliteten af ​​forskellige optiske enheder såsom lysemitterende dioder og solceller ved hjælp af perovskit såvel som fotodioder. Desuden, cesium blyjodid perovskit nanokrystaller forventes at blive brugt i forskellige allestedsnærværende felter, da de er i stand til at blive behandlet ved lave temperaturer.

"De små og højtydende fotodioder udviklet af denne forskning vil være gældende for autonome køretøjer, militære og rumforskningsfelter, der kræver høj akkumulering og opløsning, "sagde professor Chung." Vi vil fortsætte med at lede den fjerde industrielle revolution ved at udvikle billige, høj effektivitet, og billedsensorer med høj stabilitet ved hjælp af perovskitfotodioder. "