Die Photochips von Kameras oder Smartphones basieren in der Regel auf Siliziumverbindungen und anderen anorganischen Molekülen. Ein einzelnes Pixel besteht meist aus einem Photodetektor, einem Transistor und einer Speicherkapazität. Dieser kombinierte Aufbau könnte bedeutend vereinfacht werden, wenn Hersteller stattdessen organische, also auf Kohlenstoffverbindungen basierende Chips verwenden. Forscher der TU Dresden stellen jetzt einen möglichen Phototransistor vor, einen sogenannten Organic Permeable Base Transistor (OPBT).

Organischer Phototransistor erkennt schwaches Licht und speichert Bilddaten direkt

Neuartiger Photodetektor, der Detektion und Speicherung in einem Bauteil sehr kompakt vereint und sich somit für hochauflösende Matrix-Bildsensoren sehr gut eignet.Bildrechte: Jonas Schröder (KI-generiert)

Das besondere an dem Bauteil: Es kann auch besonders schwache Lichtimpulse wahrnehmen, und es speichert die Information direkt. "Dadurch eröffnen sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten – etwa in der multispektralen Bildgebung oder in kosteneffizienten Sensorsystemen, die auch bei geringer Lichtintensität zuverlässig arbeiten", sagt Jonas Schröder, Erstautor der Studie im Fachblatt Nature Photonics.

Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die OPBTs auf großen Flächen anordnen und ohne komplizierte Verschaltung miteinander kombinieren lassen. So könnten sehr große Photochips gebaut werden, die in ihrem Aufbau aber deutlich einfacher als bisherige Chips wären.

Neue Kameratechnik: OPBTs ermöglichen günstige und großflächige Bildsensoren

Für die Technik ergeben sich daraus vielfältige Möglichkeiten: Empfindliche Kameras oder Teleskope könnten deutlich günstiger und damit auch für mehr Anwender verfügbar werden. Im Unterschied zu Silizium Chips sind sie zwar etwas fehleranfälliger und langsamer, doch diese Defekte könnten durch die günstigen Eigenschaften kompensiert werden, sagt Schröder.

In den kommenden Arbeitsschritten wird es für die Forscher darum gehen, die Herstellung ihrer Photodetektoren zu vereinfachen und dadurch in Richtung Serienfähigkeit weiterzuentwickeln.

Links/Studien

  • Schröder at.al.(2025): Organic permeable base transistors for high-performance photodetection with photo-memory effect, nature photonics

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