超薄：有機(jī)傳感器可應(yīng)用于大大小小的表面上的CMOS芯片，以及玻璃或柔性塑料膜。圖片來源：U。Benz / TUM

慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員開發(fā)了新一代圖像傳感器，該傳感器比傳統(tǒng)的硅傳感器對(duì)光更敏感，并且具有制造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。它們由導(dǎo)電塑料組成，并以超薄層的形式噴涂到傳感器表面�？梢愿淖兙酆衔飮娡繉拥幕瘜W(xué)組成，從而甚至可以捕獲光譜的不可見范圍。

圖像傳感器是每臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的核心。在顯示屏上顯示快照之前，傳感器首先將鏡頭的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述圖像處理器然后使用這些以創(chuàng)建最終照片。

許多便攜式相機(jī)和手機(jī)相機(jī)都包含使用CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)生產(chǎn)的基于硅的圖像傳感器。來自TUM的Paolo Lugli教授和Daniela Baierl博士開發(fā)了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法來改善這些CMOS傳感器的性能。他們的方法圍繞著由有機(jī)化合物（即塑料）制成的超薄薄膜。

挑戰(zhàn)在于將塑料溶液施加到圖像傳感器的表面。研究人員測(cè)試了旋涂和噴涂方法，以盡可能精確和經(jīng)濟(jì)高效地將塑料以液體，溶液形式進(jìn)行涂覆。他們正在尋找厚度不超過幾百納米的光滑塑料薄膜。使用簡(jiǎn)單的噴槍或噴涂機(jī)器人發(fā)現(xiàn)噴涂是最好的方法。

強(qiáng)大的性能：在測(cè)試過程中，有機(jī)傳感器對(duì)光的敏感度是傳統(tǒng)CMOS傳感器的三倍。圖片提供：A。Heddergott / TUM

薄涂層對(duì)光敏感

有機(jī)傳感器已經(jīng)在測(cè)試中證明了其價(jià)值：它們對(duì)光的敏感度是傳統(tǒng)CMOS傳感器的三倍，傳統(tǒng)的CMOS傳感器的電子組件掩蓋了某些像素，因此掩蓋了光敏硅表面。

可以制造有機(jī)傳感器而無需CMOS傳感器通常需要的昂貴的后處理步驟，該步驟包括例如應(yīng)用微透鏡以增加捕獲的光量。每個(gè)單個(gè)像素的每個(gè)部分（包括電子設(shè)備）都噴涂有液態(tài)聚合物溶液，從而形成了100％光敏的表面。有機(jī)傳感器的低噪聲和高幀頻特性也使其非常適合相機(jī)。

開發(fā)低成本紅外傳感器的潛力

塑料傳感器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用不同的化學(xué)化合物捕獲光譜的不同部分。例如，PCBM和P3HT聚合物是檢測(cè)可見光的理想選擇。其他有機(jī)化合物，如方酸菁染料，對(duì)近紅外區(qū)域的光敏感。

“通過選擇正確的有機(jī)化合物，我們能夠開發(fā)出迄今為止為止仍然太昂貴的新應(yīng)用，” TUM納米電子學(xué)主席Paolo Lugli教授解釋說�！坝袡C(jī)紅外傳感器的未來用途包括用于夜視的駕駛員輔助系統(tǒng)以及常規(guī)的袖珍相機(jī)和手機(jī)相機(jī)。然而，缺乏合適的聚合物是主要障礙。”