可穿戴醫(yī)療技術(shù)在臨床環(huán)境和日常健康監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。該技術(shù)為醫(yī)療用途提供了幾個(gè)好處。首先，可穿戴設(shè)備可以在佩戴者移動(dòng)時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)重要的身體參數(shù)，如心率(HR)和血液氧合。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)閷?duì)于術(shù)后需要快速恢復(fù)的患者來(lái)說(shuō)，患者可以從床上爬起來(lái)，并盡快在診所開(kāi)始活動(dòng)，這是非常重要的?？纱┐骷夹g(shù)廣泛使用的另一個(gè)原因是測(cè)量的簡(jiǎn)單性和非侵入性，因?yàn)樗鼈兺ǔ；诠鈱W(xué)技術(shù)這些設(shè)備重量輕，便于攜帶，患者通常可以在家中單獨(dú)進(jìn)行測(cè)量，并與醫(yī)生遠(yuǎn)程共享數(shù)據(jù)。 

健康監(jiān)測(cè)技術(shù)在消費(fèi)者中也非常受歡迎。這并不奇怪，因?yàn)楝F(xiàn)代可穿戴設(shè)備，如智能手表和運(yùn)動(dòng)手表、腕帶和智能戒指，可以提供很多有用和有趣的身體狀態(tài)信息，包括壓力水平、恢復(fù)情況和睡眠質(zhì)量。事實(shí)上，這些小工具已經(jīng)使不斷了解健康和健身水平成為一種普遍趨勢(shì)，它們也成為許多人追求更健康生活方式的動(dòng)力。可穿戴式健康監(jiān)測(cè)設(shè)備也變得小巧舒適，以至于用戶幾乎不會(huì)注意到自己戴著它們，功耗和電池壽命對(duì)智能手表來(lái)說(shuō)很重要(例如智能戒指)，數(shù)據(jù)采集也不需要用戶付出任何努力。對(duì)于運(yùn)動(dòng)和健身跟蹤來(lái)說(shuō)也是如此，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于基于手腕的測(cè)量越來(lái)越精確，不再需要單獨(dú)的胸帶來(lái)測(cè)量心率。最新的情況是，由于2019冠狀病毒大流行以及盡早識(shí)別感染的必要性，使得更廣泛的公眾對(duì)持續(xù)監(jiān)測(cè)生命體征的好處了解非常具體。因此，IDC最近的一份報(bào)告[1]顯示，市場(chǎng)同比增長(zhǎng)8.5%，總出貨量達(dá)到1.163億臺(tái)設(shè)備，這并不奇怪。

可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的主要特點(diǎn)之一是光學(xué)測(cè)量人體重要參數(shù)，包括心率(HR)和外周 血氧飽和度(SpO2)。這些參數(shù)的測(cè)量是基于led照射在皮膚上的光，以及使用稱為光電二極管(PD)的光學(xué)傳感器測(cè)量透射或反射光的量。測(cè)量的精度很大程度上受PD信號(hào)強(qiáng)度的影響。要產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)，一個(gè)顯而易見(jiàn)的解決方案是增加LED燈的功率，然而，這自然會(huì)以電池壽命為代價(jià)——對(duì)于不愿頻 繁充電的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不想要的效果。另一種選擇是從更大的區(qū)域收集光。然而，這意味著設(shè)備需要更大，這減少了設(shè)計(jì)師對(duì)二極管位置的自由度，并且與設(shè)備小型化的趨勢(shì)背道而馳。提高測(cè)量精度的第三種更有效的方法是選擇具有靈敏度盡可能高的PD，這意味著與給定LED功率相比，它產(chǎn)生的信號(hào)比噪聲強(qiáng)。

重要的是要注意，并非所有的最終用戶應(yīng)用程序都以較大的準(zhǔn)確性為目標(biāo)。始終需要在測(cè)量精度、功耗和PD尺寸之間進(jìn)行權(quán)衡，并且不同類型的可穿戴健康監(jiān)控應(yīng)用程序可能對(duì)要優(yōu)化的參數(shù)具有不同的權(quán)重。例如，精度可能是醫(yī)療可穿戴設(shè)備最重要的參數(shù)，而功耗和電池壽命對(duì)智能手表來(lái)說(shuō)很重要。PD占用的面積可能是小型設(shè)備(如智能環(huán))的限制因素。盡管如此，具有最高性能的PD可以在這些參數(shù)之間進(jìn)行最佳權(quán)衡，而不管哪個(gè)是最理想的。

可穿戴設(shè)備中HR和SpO2的測(cè)量通?；谝环N稱為光電體積脈搏描記(PPG)的技術(shù)[2]。 它是一種光學(xué)測(cè)量外周循環(huán)中血容量變化的方法。在這項(xiàng)技術(shù)中，PPG模塊緊緊貼 著佩戴者的皮膚，由LED燈照亮。一部分光被血液、組織和骨骼吸收，而一部分光通過(guò)身體部位透射，一部分光被反射。吸收光的數(shù)量是通過(guò)用PD（圖 1a）測(cè)量透射光或反射光來(lái)表征的，PD得到的也是和光強(qiáng)成比例的電信號(hào)。以前用的方法(測(cè)量透射光)被用于脈搏血氧儀，例如測(cè)量患者指尖或耳垂的SpO2, 而消費(fèi)產(chǎn)品，如智能手表和戒指，更多地依賴于反射光的測(cè)量，因?yàn)樗鼈兺ǔ１环胖迷谏眢w較厚的部位，而這些部位光線無(wú)法穿透。

動(dòng)脈中的血量周期性地變化，其頻率由?臟度跳動(dòng)的的速度決定。也可以感覺(jué)到手腕或頸部的脈搏，大部分光被吸收，PD測(cè)量的透射/反射光強(qiáng)度較小(圖1b)。光信號(hào)中兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間表示一個(gè)心臟周期，監(jiān)測(cè)光強(qiáng)度峰值的數(shù)量作為時(shí)間的函數(shù)得到每分鐘跳動(dòng)(bpm)的心率。在實(shí)踐中，這個(gè)過(guò)程并不是那么簡(jiǎn)單，但是先進(jìn)的信號(hào)處理算法能夠從PD信號(hào)的周期性變化中確定?率。

盡管測(cè)量可以檢測(cè)動(dòng)脈血容量的變化，但它不能量化血的量，因?yàn)?strong>PD測(cè)量的定量光強(qiáng)度除了取決于動(dòng)脈血液的吸收外，還取決于幾個(gè)未知因素。這些因素包括組織、骨骼和靜脈血的吸收，以及測(cè)量單元與皮膚的貼合程度。

血液對(duì)光的吸收取決于光的波長(zhǎng)(圖2)。綠光被人體血液有效吸收，因此通常用于測(cè)量心率。吸收還取決于血液中的血紅蛋白(Hb)分子是否與氧結(jié)合。這種效應(yīng)在紅光和近紅外(NIR)光下最強(qiáng)，這就是為什么這些波長(zhǎng)通常用于PPG測(cè)量SpO2。在這個(gè) 測(cè)量中，光的吸收在兩個(gè)不同的波長(zhǎng)，通常約660和940nm波長(zhǎng)，是用PD進(jìn)行測(cè)量。

由圖2可知，氧合Hb分子濃度越高，對(duì)紅光的吸光度越低，對(duì)NIR的吸光度越高。通過(guò)比較這兩個(gè)波長(zhǎng)下的信號(hào)電平，數(shù)據(jù)算法可以計(jì)算出血紅蛋白及其含氧分子的相對(duì)濃度，從而得出血氧飽和度水平。

圖2. 光的吸收取決于波長(zhǎng)和血紅蛋白分子是否被氧合(HbO2)或(Hb)。綠光能被人體血液有效吸收，因此常用于HR測(cè)量。紅光和NIR用于SpO2的測(cè)量，因?yàn)樗鼈兊奈章什煌蕾囉谘t蛋白氧合水平。

影響LED顏色選擇的另一個(gè)因素是光的吸收深度。一般來(lái)說(shuō)，短波長(zhǎng)的光更靠近皮膚表面被吸收，而長(zhǎng)波的光則更深入組織。波長(zhǎng)較短的綠光大多被表面組織反射，與組織深處較大的動(dòng)脈相比，小動(dòng)脈中的血液量隨用戶手的運(yùn)動(dòng)變化較小。這使得由用戶的運(yùn)動(dòng)引起的信號(hào)中的噪聲更小。因此，在佩戴者移動(dòng)的情況下，例如在鍛煉期間，綠光更適合用于HR測(cè)量。依靠紅光的光學(xué)測(cè)量，例如SpO2測(cè)量，通常要用戶在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中保持相當(dāng)靜止才能準(zhǔn)確。

選擇LED時(shí)要考慮的第三個(gè)因素，特別是可穿戴設(shè)備，是功耗。綠色LED燈的缺點(diǎn)是它們通常比紅色或NIR LED燈更耗電，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較小的光子攜帶更多的能量，因此需要產(chǎn)生更多的電力。如果用相同的功率驅(qū)動(dòng)綠色和紅色LED燈，紅色LED燈會(huì)更亮一些，這樣就能產(chǎn)生更大的光強(qiáng)。事實(shí)上，當(dāng)佩戴者在休息時(shí)，有些設(shè)備會(huì)采用紅光或者NIR光來(lái)監(jiān)測(cè)心率從而節(jié)約電池。

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PPG模塊的關(guān)鍵部件之一是PD，它用于測(cè)量透過(guò)人體或從人體反射的光線。PD的性能在很大程度上受光吸收效率的影響。減少光學(xué)損耗的常用方法是在PD表面涂上抗反射 (AR) 涂層，以減少PD表面的光反射。雖然這種技術(shù)在單一的窄波長(zhǎng)區(qū)域效果很好，但AR涂層甚至?xí)黾悠渌ㄩL(zhǎng)的光損耗，而這并不是它的設(shè)計(jì)目的。

ElFys光致發(fā)光器件的前表面（圖3）沒(méi)有AR涂 層，而是有微小的納米結(jié)構(gòu)，即黑色硅（Si），光線會(huì)在這些納米結(jié)構(gòu)中損失。用更科學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，黑色硅納米結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)分級(jí)折射率層，因此，入射光線看不到空氣和硅之間的界面，也就不會(huì)發(fā)生反射。因此，從紫外線（UV）到可見(jiàn)光（VIS）和近紅外的寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)，黑硅表面的反射幾乎 為零，所有光線都被硅材料吸收。黑色硅還能有效 散射光，增加光路長(zhǎng)度，從而減少長(zhǎng)波長(zhǎng)光的傳輸，因?yàn)殚L(zhǎng)波長(zhǎng)光在硅中傳輸距離較長(zhǎng)，然后才會(huì)被吸收。因此，ElFys PD的光學(xué)損耗可以忽略不計(jì)。

100% 的吸收率意味著每一個(gè)入射光子都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電荷對(duì)：一個(gè)電子和一個(gè)空穴。但是電荷載流子收集通常是通過(guò)在PD正面的一薄層硅中摻入與硅塊極性相反的摻雜劑，形成 p-n 結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，高摻雜層會(huì)導(dǎo)致過(guò)多的電荷載流子重組，從而限制了PD的性能，尤其是被摻雜層吸收的短波長(zhǎng)光。 

為了避免這些問(wèn)題，ElFys PD采用了獲得專利的感應(yīng)結(jié)技術(shù)。黑色硅納米結(jié)構(gòu)表面鍍有一層帶電薄膜，可在PD前表面附近產(chǎn)生強(qiáng)大的電場(chǎng) [3]。電場(chǎng)使表面附近硅材料的極性發(fā)生逆轉(zhuǎn)（圖 3），并形成 p-n 結(jié)，負(fù)責(zé)電子和空穴的匯聚。由于不需要外部摻雜劑，因此可以有效地將電損耗降至最低，對(duì)于短波長(zhǎng)光也是如此。

圖3，ElFys PD基于黑硅感應(yīng)結(jié)專利技術(shù)。他們有一個(gè)納米結(jié)構(gòu)的黑色硅前表面，以消除光學(xué)損耗。 電荷載流子的收集是通過(guò)感應(yīng)結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的:在黑色表面涂上一層高電荷的薄膜硅表面反轉(zhuǎn)了PD前表面的極性，并實(shí)現(xiàn)了“無(wú)重組”的pn結(jié)。請(qǐng)注意，該圖展示了一個(gè)廣義的PD結(jié)構(gòu)，而不是任何特定的 ElFys產(chǎn)品。

PD測(cè)量光的性能可以用一個(gè)稱為外部量子效率(EQE)的參數(shù)來(lái)表示。它描述了每個(gè)入射光子從器件中收集到多少載流子。理想的PD具有100%的EQE，這意味著如果100個(gè)光子撞擊PD前表面，則在外部電路中收集100個(gè)電荷載流子，并且沒(méi)有載流子因光學(xué)或電氣而損失而丟失。

ElFys黑硅感應(yīng)結(jié)PD的EQE如圖4所示。ElFys PD在整個(gè)UV-VIS-NIR波長(zhǎng)范圍從200到1000 nm具有接近100%的EQE[4,5]，這意味著它們可以捕獲每一束光。在大多數(shù)波長(zhǎng)下，EQE大于99%，在350nm左右的波長(zhǎng)下，EQE最小可達(dá)>96%。接近理想的EQE表明，黑色硅納米結(jié)構(gòu)確實(shí)消除了所有的光學(xué)損耗，并且由于感應(yīng)結(jié)和其他先進(jìn)技術(shù)有效地減少了硅材料及其表面的載流子重組，電損耗可以忽略不計(jì)。在較深的UV中，EQE甚至高于100%，這是可能的，因?yàn)榫哂卸滩ㄩL(zhǎng)的光子具有如此高的能量，以至于它們可以在每個(gè)光子中產(chǎn)生多個(gè)電荷載流子對(duì)[6,7]。這部分光譜非常接近黑色硅納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部的前表面，并且>100%  EQE表明由于納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部或其表面的缺陷而導(dǎo)致的復(fù)合損失非常小。

圖4，獲得專利的黑硅感應(yīng)結(jié)技術(shù)在UV-VIS-NIR的寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了接近100%的外部量子效率(EQE)，這意味著ElFys PD可以“捕獲每一束光”。與其他技術(shù)相比，這種改進(jìn)是顯而易見(jiàn)的。值得注意的是，傳統(tǒng)的PD可能只針對(duì)窄波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化。

圖4還比較了ElFys產(chǎn)品與競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備的性能，這些設(shè)備已根據(jù)其制造商針對(duì)UV和NIR光譜范圍進(jìn)行了優(yōu)化。競(jìng)爭(zhēng)器件的EQE光譜表明，雖然在一定的窄波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)相 對(duì)較高的性能，但當(dāng)遠(yuǎn)離器件優(yōu)化的區(qū)域時(shí)，EQE會(huì)迅速下降。為了在需要多個(gè)波長(zhǎng)的應(yīng)用中獲得最大的性能，需要對(duì)頻譜的每個(gè)部分使用單獨(dú)的PD。單個(gè)ElFys PD可以覆蓋整個(gè)UV-VIS-NIR范圍，具有高性能。該圖還顯示，依靠傳統(tǒng)的摻雜p-n結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)PD的高UV性能是具有挑戰(zhàn)性的。ElFys感應(yīng)結(jié)基PD的靈敏度甚至比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的UV增強(qiáng)PD高幾倍。

PD的選擇對(duì)PPG測(cè)量的準(zhǔn)確性有重大影響。 由于器件負(fù)責(zé)捕獲傳輸或反射光信號(hào)，因此無(wú)論使用何種軟件算法，其性能都 決定了原始測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

如前一節(jié)所述，ElFys提供基于專利黑硅感應(yīng)結(jié)技術(shù)的?性能PD。ElFys SM系列產(chǎn)品專用于需要高靈敏度的穿戴類監(jiān)測(cè)應(yīng)用。這些PD封裝在表面貼裝型封裝中，PD附著在印刷電路板(PCB)上，并在光學(xué)環(huán)氧樹(shù)脂中成型以進(jìn)行表面保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)尺寸為3.22 mm²和4.46 mm²，可現(xiàn)貨購(gòu)買，方便插入式更換，但產(chǎn)品也可以靈活定制，以滿足客戶的特定要求。

PPG應(yīng)用中PD性能最重要的參數(shù)之一是光響應(yīng)，它告訴PD每瓦入射光產(chǎn)生多大的輸出電流。更高的值意味著更少的光足以產(chǎn) 生同樣強(qiáng)的信號(hào)，或者類比地說(shuō)，對(duì)于相同數(shù)量的光，電信號(hào)更強(qiáng)。圖5給出了封裝的ElFys SM系列產(chǎn)品與另一種最先進(jìn)的 PD通常用于PPG的典型響應(yīng)光譜。ElFys專利黑硅感應(yīng)結(jié)技術(shù)在綠光波段的靈敏度提高了約50%，在540nm波長(zhǎng)的光響應(yīng)高達(dá)0.40 A/W。在紅外波段的響應(yīng)也接近達(dá)到理想值，在630nm時(shí) 性能提高了> 15%，達(dá)到0.47 A/W。

圖5，ElFys黑硅感應(yīng)結(jié)PD的光響應(yīng)與PPG中常用的其他先進(jìn)PD產(chǎn)品的比較。ElFys技術(shù)對(duì)綠光的靈敏度提高了約50%，對(duì)紅光產(chǎn)生增強(qiáng)了大于15%的信號(hào)

由于圖5中所比較的產(chǎn)品的噪聲水平相似，響應(yīng)的差異直接說(shuō)明了信噪比的差異。因此，與其他最先進(jìn)的產(chǎn)品相比，ElFys SM組件在給定光強(qiáng)下產(chǎn)生高達(dá)50% 的高頻信號(hào)，這意味著PPG測(cè)量精度的很大提高。更?的靈敏度也意味著更小的光強(qiáng)度可以更準(zhǔn)確地測(cè)量，并且較弱的光信號(hào)從PD產(chǎn)生同樣強(qiáng)的電輸出。

因此，PPG模塊的LED可以用更小的電流驅(qū)動(dòng)，從而降低了測(cè)量的功耗，并提供了提高設(shè)備電池壽命的可能性。更高的光響應(yīng)的第三個(gè)好處是，從一個(gè)占用更小的空間的PD可以獲得相同的信號(hào)水平。這為可穿戴設(shè)備制造商提供了更大的自由度來(lái)優(yōu)化其設(shè)計(jì)，并使設(shè)備變得更小。

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光電二極管性能的提高為可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的用戶提供了幾個(gè)具體的好處。光測(cè)量的更高靈敏度能夠使檢測(cè)到之前由于精度有限??法檢測(cè)到的新的身體參數(shù)，這可能為光學(xué)測(cè)量技術(shù)開(kāi)辟全新的用例，并為可穿戴設(shè)備帶來(lái)新的應(yīng)用。在醫(yī)療應(yīng)用中，更高的測(cè)量精度可以更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)生命體征改善診斷，甚至有可能挽救生命。另一方面如果患者可以在家中自行監(jiān)測(cè)和檢查，只需要護(hù)士或醫(yī)生的遠(yuǎn)程會(huì)診，那么醫(yī)療保健所需的資源數(shù)量就會(huì)減少，這在人口老齡化同時(shí)又缺乏受過(guò)教育的人員的現(xiàn)代社會(huì)中至關(guān)重要。 此外，消費(fèi)者可穿戴設(shè)備也支持同樣的目標(biāo)，如果它們能讓人們對(duì)自己的健康更感興趣，并激勵(lì)他們遵循更健康的生活方式，減少對(duì)醫(yī)療保健的需求。

用更靈敏的傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)生命體征也可能有助于更早地發(fā)現(xiàn)疾病。可穿戴設(shè)備可能會(huì)在佩戴者出現(xiàn)任何明顯癥狀之前就顯示出心律失?；蛩吆粑鼤和?，這樣就可以在疾病變得過(guò)于嚴(yán)重之前及時(shí)開(kāi)始適當(dāng)?shù)尼t(yī)療治療。

在COVID-19大流行期間，可穿戴設(shè)備的用戶通過(guò)觀察心率和體溫的變化，在感染后的幾天前就知道要呆在家里，沒(méi)有進(jìn)一步傳播疾病，這在covid -19大流行期間非常具體。

在體育運(yùn)動(dòng)中，光學(xué)測(cè)量使基于HR的訓(xùn)練成為可能，而不需要單獨(dú)的不舒服的胸帶。然而，對(duì)于某些類型的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，測(cè)量的準(zhǔn)確性受到限制，因?yàn)檫@些運(yùn)動(dòng)需要非常精確地了解心率。靈敏度的提高將會(huì)緩解這些問(wèn)題。在其他一些運(yùn)動(dòng)中，如超跑或徒步旅行，可以通過(guò)降低能耗的形式利用高PD性能，因?yàn)楫?dāng)體育 活動(dòng)可以持續(xù)數(shù)天時(shí)，電池壽命至關(guān)重要。

在不犧牲測(cè)量精度的情況下使用更小的PD的能力使設(shè)計(jì)更小的可穿戴設(shè)備成為可能。如今，可穿戴式健康監(jiān)測(cè)設(shè)備不僅限于智能手表，市場(chǎng)上也有更小的設(shè)備，如戒指和耳塞。隨著PD性能的提高，設(shè)計(jì)師在PPG模塊尺寸上有更大的自由度，甚至可以設(shè)計(jì)更精細(xì)的器件，包括不同形式的珠寶。

在本文中，我們探討了高性能光電二極管對(duì)可穿戴健康監(jiān)測(cè)的意義。隨著可穿戴醫(yī)療保健技術(shù)在臨床和日常環(huán)境中的使用激增，心率和血氧水平等生命體征監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性非常重要。ElFys 的 黑 硅 感 應(yīng) 結(jié) (Black Silicon Induced Junction)技術(shù)通過(guò)消除光學(xué)和電氣損耗，革命性的改變了PD性能，獲得了接近理想的EQE和比任何其他PD產(chǎn)品監(jiān)測(cè)得到的更強(qiáng)的信號(hào)。 

這一進(jìn)步轉(zhuǎn)化為最終用戶的切實(shí)利益，從更精確的醫(yī)療診斷到早期疾病檢測(cè)。它還增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，降低了功耗，并使更小、更簡(jiǎn)潔的可穿戴設(shè)備成為可能。當(dāng)我們擁抱一個(gè)健康和健康至上的未來(lái)時(shí)，這些創(chuàng)新預(yù)示著可穿戴健康監(jiān)測(cè)的新時(shí)代，改善生活和醫(yī)療保健效率。

? 可穿戴健康技術(shù)是臨床和日常環(huán)境中持續(xù)監(jiān)測(cè)的組成部分。
? ElFys解決了可穿戴健康監(jiān)測(cè)儀對(duì)高精度、便攜性和能效的需求。
? 光電體積脈搏描記(PPG)是一項(xiàng)核心技術(shù)，為心率和血氧評(píng)估提供了對(duì)血容量變化的光學(xué)見(jiàn)解。
? ElFys的黑硅感應(yīng)結(jié)PD在測(cè)量精度，功率效率和整體功能方面突出他們的有效性。
? 該創(chuàng)新技術(shù)消除了光學(xué)損耗，并利用無(wú)重組pn結(jié)，在UV-VIS-NIR光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 了接近理想的外部量子效率(EQE)。
? ElFys的SM系列PD專為可穿戴式健康監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)，具有卓越的靈敏度，對(duì)綠光和紅光的光響應(yīng)顯著改善。
? 優(yōu)點(diǎn)包括更高的信噪比、更高的精度、更低的功耗，以及設(shè)計(jì)更小、更謹(jǐn)慎的可 穿戴設(shè)備的潛力。

? 優(yōu)先考慮終端用戶體驗(yàn)，為精確的醫(yī)療診斷、早期疾病檢測(cè)和有效的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供潛力。ElFys黑硅感應(yīng)結(jié)技術(shù)代表了可穿戴健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的重大進(jìn)步，有望提高準(zhǔn)確性、靈敏度和以用戶為中心的優(yōu)勢(shì)，與不斷發(fā)展的健康和保健技術(shù)領(lǐng)域保持一致。

[1] International Data Corporation. “Global Shipments for Wearable Devices Return to Growth in the Second Quarter of 2023,  According to IDC.”IDC - Wearable Devices Market Share (accessed November 27, 2023).[2] M. A. Almarshad et al. “Diagnostic Features and Potential Applications of PPG Signal in  Healthcare:  A Systematic Review”, Healthcare, 

10: 547 (2022).

[3] J.Heinonen et al.“Modeling field-effect in black silicon and its 

impact on device performance”,IEEE Transactions on Electron Devices, 

67(4):1645–1652 (2020).
[4] M. A. Juntunen et al. “Nearunity quantum efficiency of broadband

 black silicon photodiodes with an induced junction”, Nature Photonics, 10(12): 777-781 (2016).

[5] J.Heinonen“Highsensitivity photodiodes using black silicon and 

induced junction”,Aalto Universi-ty publication series DOCTORAL 

THESES, 36/2022.

[6] M.A.Juntunenet al. ,”N-type Induced junction Black 

Siliconphotodiode for UV detection”, Proc. SPIE 10249, Integrated Photonics: Materials, Devices, and  Applications IV, 102490I (2017).

[7] M.Garinet al.  ”Black silicon UV photodiodes achieve>130% external

quantum efficiency”, Physical Review Letters, 125:117702 (2020).