柔性光電晶體管創(chuàng)造新紀(jì)錄

受到哺乳動(dòng)物眼睛的啟發(fā)，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的電氣工程師創(chuàng)造了光敏度和響應(yīng)時(shí)間都優(yōu)于以往光電晶體管的柔性光電晶體管。

這種創(chuàng)新的光電晶體管可以改善無(wú)數(shù)產(chǎn)品的性能，包括數(shù)碼相機(jī)、夜視鏡、煙霧探測(cè)器、監(jiān)控系統(tǒng)和衛(wèi)星等一系列依賴(lài)電子光傳感器的產(chǎn)品。如果應(yīng)用到數(shù)碼相機(jī)中，便可以減小相機(jī)體積，提高視頻或靜態(tài)照片的采集速度及質(zhì)量。

電氣和計(jì)算機(jī)工程教授馬振強(qiáng)和研究員Jung-Hun Seo聯(lián)手該高性能光電晶體管。該研究已發(fā)布在最新一期《先進(jìn)光學(xué)材料》雜志上。

像人的眼睛一樣，光電晶體管感測(cè)和收集光，然后將光轉(zhuǎn)換為與其強(qiáng)度和波長(zhǎng)成比例的電荷。在人眼的情況下，電脈沖將圖像傳輸?shù)酱竽X。而在數(shù)碼相機(jī)中，即電荷變?yōu)橐婚L(zhǎng)串1和0來(lái)創(chuàng)建數(shù)字圖像。

“我們可以做出任何適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的形狀，”馬教授說(shuō)。“目前，要做到這一點(diǎn)并不簡(jiǎn)單。”新光電晶體管成功的一個(gè)重要的方面是，采用一種名為“翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移”的創(chuàng)新制造工藝，即把制作完成的光電晶體管翻轉(zhuǎn)到一片塑料基底上。

“和其他光電探測(cè)器不同，在這種結(jié)構(gòu)中，由于光沒(méi)有被金屬層及其他材料阻擋，光在超薄硅層上的吸收更高效。”馬教授說(shuō)。

研究人員還在光電晶體管的超薄硅納米薄膜層下放置了電極，金屬層和電極均用作反射器來(lái)提高光的吸收，因此不再需要外置光增強(qiáng)器。“這里面有一個(gè)內(nèi)置功能來(lái)檢測(cè)微弱的光。”馬教授說(shuō)。