光电协进会(PIDA)指出,为了提高传输效率,光侦测器需要搭配讯号发射端与光学系统才能侦测到讯号。当感光面和照射光没有匹配好,则光感测度或灵敏度就会受到影响,而这些与使用材料的电子特性表现相关。过去光侦测器已经普遍应用在电子产品上,但是很难在广波长侦测与价格上取得平衡点。近期德国研究机构Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)的研究人员Himani Arora发表以金属有机架构(MOF)作为宽频光侦测器的应用,且不需高昂的原料成本。
PIDA产业分析师王思颖表示,MOF是属於多孔特性的材料,其间隙、孔径大小,以及官能基等都可以透过分子结构来调整,由於具有高密度的特性,因此以往MOF都是使用在气体吸附、超级电容器、光催化及电催化等应用上。如今Himani的发现,让MOF的应用延伸到光侦测器的应用上,可??让光学应用更为广泛。
王思颖解释,Himani所发现的MOF是一个二维的MOF半导体材料,理论来说光侦测的灵敏度是随着温度及波长而改变,而透过MOF半导体的特性,使得能够侦测到的光谱范围从400nm到1575nm,换句话说,从紫外光(UV)范围一直到近红外光(Near IR)都能够侦测得到,突破了MOF半导体在光感测器上的应用。
在物理学上,当能带间隙越小表示激发点子所需的能量越少。而Himani发现的MOF半导体材料带隙非常小(0.45eV),代表只需要很小的光能量就能产生电能,因此能够感测到更大的光谱范围,藉由此次的发现,让金属有机架构(MOF)的研究又前进了一大步。
Himani指出,若要优化MOF半导体在光学上的表现,可透过冷却光侦测器到更低的温度,使得热激发受到控制。甚至在装置的元件配置与机械特性上做调整,也能更加优化光学表现。不过Himani认为,接下来更重要的是专注在缩小MOF薄膜厚度的研究。目前MOF薄膜为1.7μm,希??目标降到70 nm的厚度,若能在相同的光学特性下成功达成,将有助於量产後的表现。