TNO-Holst Centre, Solliance en TU Eindhoven hebben een dunne en flexibele scanner voor vingerafdrukken ontwikkeld. In het verleden zijn al arrays van beeldsensoren met een lage resolutie gedemonstreerd, maar de stap naar beeldsensoren met een hoge resolutie en een hoge pixeltelling die geschikt zijn voor commerciële toepassingen is tot nu toe uitgebleven. Gerwin Gelinck en Albert van Breemen hebben de flexibele vingerafdrukscanner naar een hoger niveau getild, en hebben hierover nu een artikel gepubliceerd in de huidige editie van Nature Electronics.
Efficiënt en kosteneffectief
De dunne en flexibele scanner is gebaseerd op metaal-halide perovskieten. Perovskieten zijn momenteel de wereldmarkt voor zonnepanelen aan het transformeren. Ze zijn even efficiënt als silicium, maar kosteneffectief en gemakkelijk op grote schaal te produceren. Gerwin Gelinck, Chief Technology Officer TNO bij Holst Centre, gaat in op het artikel in Nature Electronics: “Perovskieten zijn wonderbaarlijke materialen! Voor het eerst laten we zien dat deze materialen ook heel goed zijn voor licht imaging en sensing toepassingen. In combinatie met display-achtige transistors hebben we een scanner gemaakt die zowel kleurenbeelden met hoge resolutie kan vastleggen als biometrische vingerafdrukken kan nemen”.
Metaalhalogenide perovskieten (MHP’s) bezitten uitstekende opto-elektronische eigenschappen, zoals een breed lichtabsorptiebereik en instelbare bandbreedtes, een hoge extinctiecoëfficiënt, hoge mobiliteit van ladingsdragers en lange elektron-gat-diffusielengtes. Als gevolg daarvan zijn de materialen gebruikt als foto-actieve lagen in zonnecellen, lichtemitterende diodes, lasers en fotodetectoren. Zij zijn ook zeer geschikt voor goedkope oplossingen met een groot oppervlak, waardoor zij ideale kandidaten zijn om commerciële siliciumhalfgeleiders te vervangen in fotodetectietoepassingen zoals beelddetectie, optische communicatie, milieubewaking en chemische of biologische detectie.
Scannen van nagel-tot-nagel vingerafdrukken
Link magazine editie oktober/november thema 2021: Data is key hoe kan het mkb daar winst mee maken? Lees Link digitaal of vraag een exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl’
Albert van Breemen, Senior Onderzoeker TNO bij Holst Centre die het onderzoek leidde, vervolgt: “Omdat de imager heel dun is, kan hij om ronde objecten worden gewikkeld. Dit is bijvoorbeeld voordelig bij het scannen van nagel-tot-nagel biometrische vingerafdrukken met een hoge resolutie. Bovendien laten we zien dat hij tegelijkertijd je hartslag kan detecteren, wat een ander veiligheidskenmerk is. Wij denken dat onze perovskiet beeldsensoren ideaal zijn voor integratie in alledaagse voorwerpen, zoals de achterkant van mobiele telefoons en deurklinken, als onderdeel van onopvallende, veilige toegangscontrolesystemen.”
De toepassing van deze technologie kan worden versneld door de elektro-optische eigenschappen van perovskieten aan te passen en door de technologie op te schalen naar grotere actieve gebieden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van slot-die coating. De detectie van licht in zowel het zichtbare als het infrarode spectrum zou kunnen worden verbeterd, wat zou leiden tot betere toepassingen in medische beeldvorming, bewaking en optische communicatie. Gelinck en Van Breemen concluderen: “We kijken er erg naar uit om te zien waar deze technologie ons verder zal brengen.”
