Печатные фотодиоды обеспечивают оптическую связь без фильтра

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) продемонстрировали многоканальную систему связи в видимом спектре (VLC), основанную на печатных органических фотодиодах (OPD), способных демультиплексировать оптические сигналы, излучаемые на разных длинах волн, без необходимости в дополнительных оптических фильтрах.

Описывая свои результаты в статье под названием «Цветоселективные печатные органические фотодиоды для многоканальной видимой световой коммуникации без фильтра», опубликованной в журнале «Advanced Materials», авторы сообщают о концепции без фильтра для цветных струйно-печатаемых OPD, использующих избирательное поглощение системы объемного гетероперехода (bulk‐heterojunction, BHJ), в которой селективные нефуллереновые акцепторы (NFA) смешиваются в прозрачный полимерный донор с широкой запрещенной зоной, служащий в качестве матрицы для печати.

В этом подходе авторы продемонстрировали, что спектральный отклик устройства зависит исключительно от выбора NFA, в то время как донор полимера диктует реологические свойства чернил, устраняя любую взаимозависимость между параметрами обработки и оптическими свойствами активного слоя, что значительно упрощает составы чернил.

Печатные OPD, о которых сообщалось в статье, имели характеристики срабатывания, превышающие 10² мА Вт^-1, в видимом спектральном диапазоне синего / зеленого и красного цветов, опять же без необходимости какой-либо оптической фильтрации, с полосами пропускания, превышающими 1,5 МГц. Эти характеристики делают печатные органические фотодиоды пригодными для применения в системе VLC, где можно использовать цветовую селективность для демультиплексирования оптических сигналов, одновременно передаваемых на разных длинах волн. Такие матрицы фотодетекторов могут быть сделаны не только экономически эффективными, но также тонкими и гибкими для лучшей механической интеграции в носимые устройства, мобильные сенсорные узлы или системы мониторинга здравоохранения.

«Большое количество этих фотоприемников любой конструкции может быть изготовлено на гибких, легких материалах. Следовательно, они особенно подходят для мобильных устройств», - сказал ведущий автор Ноа Штробель (Noah Strobel).

Селективные по цвету органические датчики света, полученные методом струйной печати с полупроводниковыми чернилами