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KIT、プリンタブル光センサの材料成分を発見

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February, 26, 2020, Heidelberg--KITチームは、波長を区別でき、光でデータ伝送ができるプリンタブル有機フォトダイオードを開発している。

 カメラ、光バリア、運動センサは、共通点が1つある。それらは、すでに多くのアプリケーションで見られる光センサで動作する。将来、これらのセンサが通信で重要な役割を果たす。光によるデータ伝送を可能にするからである。ハイデルベルクのInnovationaLabで、KITの研究者は、決定的な前進に成功した。光を検知できるプリント可能な光センサである。成果は、Advanced Materialsに発表された。

新技術は, 可視光通信(VLC)含め、様々なアプリケーション用の光センサ需要を増やす。VLCは,建物の屋内照明を光通信に使用する。セキュリティ、スピード、利用のしやすさではこの技術は、従来の伝送プロセス、WLANやBluetoothに対して多くの優位性がある。「われわれの研究は、特殊タイプの材料、つまり有機半導体と、プリンティングプロセスによるその製造の利点を統合するという考えをベースにしている」とKITの光技術研究所のDr. Gerardo Hernandez-Sosaは説明している。

半導体はコンピュータ、スマートフォン、太陽電池、多くの他の技術の基盤である。半導体材料の中には、その伝導性を変えることで光に反応するものがある。光強度は、電流として計測可能である。プリンタを使い、材料の中には印刷インクのようにキャリア材料に適用できるものがある。これらの材料は変化する波長に反応する。つまり、色(波長)を区別できる。Hernandez-Sosaのチームは、波長感度があるディテクタとしての利用、フレキシブルキャリアへの印刷に適した材料の成分の発見に成功した。プリンティングは、小さな面積から非常に大きな面積で実行できる。レイアウトは、コンピュータの助けを借りて簡単に設計可能である。「どんな設計でも、これらのフォトディテクタの多数が、フレキシブル光材料で製造できる。したがって、それらは、特にモバイル機器に適している」と論文の筆頭著者、Noah Strobelは指摘している。

半導体コンポーネントの印刷は、比較的新しい工程であるが、将来のアプリケーションには大きな可能性がある。産業は、すでに、TVsやスマートフォン向けにプリントOLEDディスプレイ製造に巨額投資をしている。プリントされた太陽電池、圧力センサは、すでに商用入手できる。プリントされた光ディテクタの製造も産業規模に達している。したがって、これらの素子が将来、多くのアプリケーションで利用されることは十分考えられる。センサ需要がIoT、スマートシティ、Industry 4.0で増加すると、なおさらそうである。