Raynergy Tek | И-Мин Чан | Стабильные на воздухе органические фотодиоды без герметизации

Докладчик: И-Мин Чанг Компания: Raynergy Tek Мероприятие: The Future of Electronics RESHAPED 2023 Berlin Место проведения: Конгресс-центр Estrel, Берлин, Германия, Европа Организатор: TechBlick Даты мероприятий: Ссылка: https://www.techblick.com/electronicsreshapedeurope23 Следующее мероприятие: Подробнее здесь https://www.techblick.com/ Краткое содержание отрывка: Докладчик рассматривает распространенный стереотип о высокой чувствительности органических материалов и устройств к влаге, воде и кислороду. Используя специальные молекулярные конструкции и модификации интерфейса, компания успешно разработала материалы и устройства с высокой стабильностью. Это достижение позволяет обрабатывать материалы на открытом воздухе, обеспечивая стабильную работу без заметного ухудшения по сравнению с устройствами, изготовленными в азотной среде. Для демонстрации этой стабильности докладчик сравнивает устройства с модификациями интерфейса и без них, отмечая, что в обоих случаях не использовалась инкапсуляция. Немодифицированные устройства демонстрируют значительное снижение производительности и практически перестают работать уже через пять дней. В отличие от них, устройства, подвергшиеся специфическим модификациям интерфейса, сохраняют уровень производительности, близкий к исходному, что доказывает эффективность этих химических и структурных изменений в обеспечении долговременной стабильности. Полное резюме: И-Мин Чанг из Renergtech, тайваньской химической компании, основанной в 2014 году в Западном университете и в эпоху полимеров, представил доклад об органических полупроводниках и их возможностях в коротковолновых инфракрасных (SWIR) фотодетекторах. Компания, которая в 2018 году побила рекорд эффективности органических фотоэлектрических элементов (OPV) в рейтинге NREL, использует подход, подобный конструктору Lego, в органической химии, собирая молекулярные строительные блоки для регулирования уровней энергии, стабильности и кристалличности. Чанг объяснил, что технология органических фотодетекторов (OPD) работает по обратному механизму по сравнению с OLED, и размещение OPD на схеме считывания создает органический датчик изображения. Эти датчики обладают такими преимуществами, как крупномасштабное производство, тонкость, чувствительность к низкому свету и настраиваемые спектральные характеристики без использования тяжелых металлов. В настоящее время потребительский рынок датчиков ближнего инфракрасного диапазона практически равен нулю из-за высокой стоимости германия и арсенида индия-галлия (InGaAs), но экономически эффективные технологии, такие как оптические фотодетекторы (OPD), могут расширить этот рынок до 3 миллиардов долларов США. Компания Renergtech предлагает комплексное решение, охватывающее материалы, рецептуру чернил, проектирование устройств и интеграцию технологических процессов. Для своих фотодетекторов они достигли 30% внешней квантовой эффективности (EQE) на длине волны 1300 нанометров и низкого темнового тока около 10⁻⁶–10⁻⁷ ампер на квадратный сантиметр, хотя они все еще работают над одновременным объединением этих двух целей в единую систему устройств. Они разработали материальные системы с чувствительностью 10¹¹, что сопоставимо с германиевыми фотодетекторами и является передовым показателем по сравнению с академическими исследованиями, и в настоящее время разрабатывают систему с длиной волны 1500 нанометров. Чтобы опровергнуть стереотип о быстрой деградации органических материалов под воздействием влаги и кислорода, компания использует специальные молекулярные конструкции и модификации интерфейса. Это позволяет обрабатывать их материалы на воздухе без заметной деградации и поддерживать стабильность негерметизированных устройств на уровне, близком к исходному, в то время как немодифицированные устройства значительно деградируют через пять дней. Во время сессии вопросов и ответов Чанг ответил на вопросы о структуре их устройств, термической стабильности и производственных процессах. Он подтвердил, что в их устройствах используется активный слой с p-n-переходом, хотя и не смог раскрыть точный состав, определяющий, происходит ли поглощение за счет материала P-типа или N-типа. Что касается термической стабильности при обработке КМОП-технологий, Чанг признал, что термическая стабильность их материалов для ближнего инфракрасного диапазона все еще нуждается в улучшении, но отметил, что их материалы для видимого и ближнего инфракрасного диапазонов могут выдерживать температуру выше 150 градусов Цельсия в течение двух-трех часов. Наконец, он пояснил, что, хотя используется обработка растворами, электроды на устройствах обычно наносятся методами вакуумного напыления, такими как магнетронное распыление или испарение. Ключевые слова: #ОрганическиеФотодиоды, #МежфазнаяИнженерия, #ПолупроводникиДляОбработкиНаВоздухе, #ПодавлениеТемногоТока, #ПечатнаяЭлектроника, #ГибкаяОптоэлектроника