Färgselektiva organiska ljussensorer framställda av bläckstråleutskrift med halvledande bläck. Kredit:Noah Strobel, UTRUSTNING
Kameror, ljusbarriärer, och rörelsesensorer har en sak gemensamt:De fungerar med ljussensorer som redan finns i många applikationer. I framtiden, dessa sensorer kan också spela en viktig roll inom telekommunikation, eftersom de möjliggör dataöverföring via ljus. På InnovationLab i Heidelberg, forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) lyckades göra avgörande framsteg:Utskrivbara ljussensorer som kan se färger. Resultaten redovisas nu i Avancerade material .
Ny teknik kommer att öka efterfrågan på optiska sensorer för en mängd olika applikationer, inklusive synligt ljuskommunikation (VLC). VLC använder interiörbelysning av byggnader för optisk kommunikation. När det gäller säkerhet, fart, och tillgänglighet, denna teknik har ett antal fördelar jämfört med konventionella transmissionsprocesser, som WLAN eller Bluetooth. "Vår forskning bygger på idén att kombinera fördelarna med en speciell typ av material, nämligen, organiska halvledare, och deras produktion genom tryckprocesser, " säger Dr Gerardo Hernandez-Sosa från KIT:s Light Technology Institute, en av författarna till publikationen.
Halvledare är grunden för datorer, smartphones, solceller, och många andra tekniker. Vissa av de halvledande materialen reagerar på ljus genom att ändra sin konduktivitet. Ljusintensiteten kan mätas som elektrisk ström. Använda en skrivare, vissa material kan appliceras på ett bärarmaterial som tryckfärg. Dessa material reagerar på olika våglängder, vilket gör att de kan urskilja färger. Teamet från Hernandez-Sosa har nu lyckats hitta en sammansättning av material som lämpar sig för användning som våglängdskänslig ljusdetektor såväl som för utskrift på flexibla bärare. Utskrift kan utföras på mycket små till mycket stora ytor. Layouten kan enkelt utformas med hjälp av en dator. "Höga antal av dessa fotodetektorer av vilken design som helst kan produceras på flexibla, lätta material. Därav, de är särskilt lämpade för mobila enheter, ", säger första författaren Noah Strobel.
Utskrift av halvledarkomponenter är en relativt ung process, men har en betydande potential för framtida tillämpningar. Industrin gör redan stora investeringar i produktion av tryckta OLED-skärmar för TV-apparater och smartphones. Tryckta flexibla solceller eller trycksensorer finns redan kommersiellt tillgängliga. Produktionen av tryckta ljusdetektorer har också nått industriell skala. Det är därför mycket troligt att dessa element kommer att användas i många applikationer i framtiden, ännu mer, eftersom efterfrågan på sensorer ökar på internet of things, i smarta städer, och i Industri 4.0.