В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) сконструирован новый прибор - тандемный органический преобразователь-усилитель света с пространственным разделением процессов умножения фототока и электролюминесценции. В устройстве применены диоды на основе металлоорганических комплексов тербия и цинка. Максимально достигнутый в опытных образцах коэффициент умножения фототока составил 105.
Специалисты ФИАНа создали новый тип органического усилителя-преобразователя света. Устройство состоит из двух последовательно соединенных органических диодов. Один из них, фотоумножающий, поглощает входное длинноволновое излучение и вызывает протекание дополнительного тока. Другой, люминесцентный, преобразует усиленный ток в излучение с более короткой длиной волны. Другими словами, одна часть этого устройства - органический фоточувствительный диод, который поглощает свет. Свет преобразуется в электрический ток. Непосредственно в органическом материале диода этот ток усиливается. Другая часть усилителя-преобразователя - светодиод, который под действием усиленного тока начинает излучать свет. Диоды сделаны на основе металлоорганических комплексов тербия и цинка, синтезированных в сотрудничестве с химиками МГУ.
В идеале органический преобразователь света - плоская структура, аналогичная дисплею. Если с одной стороны осветить его, например, инфракрасным светом, с другой можно получить изображение в видимой области.
"В светоизлучающую часть преобразователя можно поставить светодиод любого цвета, даже полноцветный. Это позволяет сделать из конструкции именно преобразователь изображения. Но при фокусировании изображения на приемную часть и переводе его в электрический сигнал неизбежно происходит потеря информации. Преодолеть эту проблему можно разбивкой изображения на кванты - составить матрицу из последовательно соединенных отдельных ячеек или сот. Отдельный квант (пиксель) может фокусировать изображение с довольно богатой информацией. Передаваться же он будет почти без потерь, а значит и потери суммарной информации станут намного меньше, что обеспечит на выходе высокое разрешение, то есть качество картинки", - рассказал сотрудник отдела люминесценции им. С.И. Вавилова (ФИАН), кандидат физ.-мат. наук Андрей Ващенко.
Текущий этап разработки - создан первый прототип будущего изделия. Идея такого технологического решения может привести к созданию принципиально нового вида прибора. Использоваться такие приборы могут в обороне, авиации, космических исследованиях - всюду, где исключительно важны малая масса и габариты, что выгодно отличает новую разработку от существующих аналогов. Ведь такой "прибор ночного видения" может состоять фактически из дисплея и линзы для фокусировки изображения. "В железе" он пока не сделан, но тестовая структура успешно работает, поглощая красное излучение и переводя его в зеленое, то есть в менее длинноволновую область.
"Свечение этой органики обусловлено простым процессом. С одной стороны туда поступают дырки, с другой - электроны. Происходит рекомбинация зарядов. Но чтобы получить нужную рекомбинацию, чтобы возникло свечение активного слоя органики, носителей не хватает. А если осветить, происходит сдвиг. Спектры материалов подобраны таким образом, чтобы поглощался определенный свет. Красный проходит все слои устройства, поглощается в дополнительной органике, и тогда там образуются необходимые дополнительные носители зарядов. Подсветили красным, а вышел зеленый свет. Обычно смещение происходит в длинноволновую область, здесь же - наоборот. Это называется ап-конвертор, повышающий преобразователь", - комментирует заведующий отделом люминесценции ФИАН доктор физ.-мат. наук Алексей Витухновский.
Следующим шагом может стать создание устройства, преобразующего изображение. Фиановская группа исследователей заинтересована в партнерах, которым такая разработка представляется перспективной.
АНИ «ФИАН-информ»
