كاشف ضوئي عضوي واسع الطيف عالي الحساسية يعتمد على طبقة تعديل واجهة أكسيد الألومنيوم

LI Yaojiang ,  

SHI Linlin ,  

SUN Xinyu ,  

SHANG Ziheng ,  

LI Guohui ,  

JI Ting ,  

CUI Yanxia ,  

摘要

تتمتع الكاشفات الضوئية العضوية باهتمامات واسعة في مجالات التصوير الطبي الحيوي، ومراقبة البيئة، والاتصالات الضوئية بفضل مزايا مثل تنوع المواد، المرونة والتوافق الحيوي. ومع ذلك، بسبب حدود فجوة امتصاص المواد العضوية والتيار المظلم العالي، تواجه الكاشفات العضوية الحالية تحديات في الاستجابة الطيفية الواسعة والحساسية العالية. في هذا البحث، تم استخدام ZnPc∶C60 كمادة فعالة، وتم إدخال طبقة تعديل واجهة من أكسيد الألومنيوم عبر تقنية الترسيب الذري للتحكم في التفاعل الكيميائي بين الأنود ITO وطبقة نقل الثقوب ZnPc، مما قلل من كثافة التيار المظلم إلى 4×10-7 A/cm2، وزاد نسبة التيار المضيء إلى التيار المظلم إلى 3,500. علاوة على ذلك، أكدت قياسات طيف رامان وجود تأثير نقل شحنة بين الجزيئات بين ZnPc وC60، مما وسع نطاق استجابة الجهاز، حيث أظهر الجهاز استجابة طيفية مستقرة في النطاق الواسع من 375 إلى 1,550 نانومتر. بعد تحسينات إضافية على الجهاز، وصلت كفاءة الكم الخارجي (EQE)، الاستجابة (R)، ومعدل الكشف (D*) عند طول موجي 365 نانومتر إلى 72.4%، 0.21 A/W و4.05×1011 جونز على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، أظهر الجهاز سلوك تضخيم ضوئي عند أطوال موجية 580 و735 نانومتر، مع أعلى قيم EQE، R، D* تصل إلى 128.3%، 0.75 A/W، 1.44×1012 جونز. توفر هذه الدراسة أفكاراً جديدة لتصميم كاشفات ضوئية عضوية عالية الحساسية وذات استجابة طيفية واسعة.

关键词

كاشف ضوئي;جزيئات عضوية صغيرة;تعديل الواجهة;نقل الشحنة بين الجزيئات;أكسيد الألومنيوم

阅读全文