アイントホーフェン大学 テクノロジー 非常に低いノイズ (<10-6mA/cm2 暗電流）と広いダイナミックレンジ（<150dB）により、1.3mの距離で心拍を光学的に検出できます。
TU アイントホーフェンの研究者 Riccardo Ollearo は、薄膜フォトダイオードによって遠隔測定された指の脈拍を持っています
予想外の光電子増倍管効果により、200nm で 850% を超える光電子収率を達成できます。
プロジェクト研究員のルネ・ヤンセン教授は、「これは信じられないことのように聞こえますが、ここでは通常のエネルギー効率について話しているわけではありません。 フォトダイオードの世界で重要なのは量子効率、つまりダイオードが電子に変換する光子の数です。」
これはシリコンフォトダイオードではなく、入射光に面するペロブスカイト光活性層と、その背後の有機ドナー半導体とアクセプター半導体のブレンド (バルクヘテロ接合) を備えた薄膜タンデム構造です。
この構造は、光学的に自己フィルタリングするように設計されており、フロント ダイオードが約 650 nm よりも短い波長を吸収し、近赤外線以外のすべてがリアの狭いバンドギャップ バルク ヘテロ接合に到達するのをブロックします。
前面のペロブスカイト セルが光電流に寄与するのを防ぐために、XNUMX つの感光層の間に光学的に不活性な電気的に活性な層 (「PFN-Br」製) があり、通過中にペロブスカイト フィルムで生成された電子を選択的にブロックします。狭帯域の有機バルク ヘテロ接合からの正孔 - セルはより長い波長にのみ敏感になります。
全体として、構造の外部量子効率 (EQE) は 70 nm で 850% に達します (半値全幅 < 100 nm)。
ただし、近赤外線に関する限り、EQE は、セルが緑色の光 (220mW/cm2 540nmで）。
このゲインのメカニズムは証明されていませんが、チームは、緑色の照明が原因で電子がペロブスカイト膜に集まり、近赤外で生成されたホールがPFN-Brバリアを介してゲートされると考えています。有機バルク接合側はバリアのエネルギーを一時的に低下させます。
「言い換えれば、通過して電子に変換されるすべての赤外線光子は、ボーナス電子から仲間を獲得し、200% 以上の効率につながります」と Ollearo 氏 (上の写真).
アイントホーフェン工科大学は、ホルスト センターでオランダの研究機関 TNO と協力しました。
彼らの調査結果は、Science Advances に「薄膜タンデムのような狭帯域近赤外 2 フォトダイオードを使用した遠隔での活力監視」として公開されています。
この明確に書かれた論文は、料金を支払うことなく読むことができ、デバイスと非侵入型の医学実験に関する広範な説明が含まれています。