Photodétecteur organique à large spectre et haute sensibilité basé sur une couche de modification d’interface en oxyde d’aluminium

LI Yaojiang ,  

SHI Linlin ,  

SUN Xinyu ,  

SHANG Ziheng ,  

LI Guohui ,  

JI Ting ,  

CUI Yanxia ,  

摘要

Les photodétecteurs organiques suscitent un grand intérêt dans les domaines de l’imagerie biomédicale, de la surveillance environnementale et des communications optiques en raison de la diversité des matériaux, de leur flexibilité et de leur biocompatibilité. Cependant, les photodétecteurs organiques existants sont confrontés à des défis en termes de réponse spectrale large et de haute sensibilité, limités par la bande d’absorption des matériaux organiques et un courant d’obscurité relativement élevé. Dans cet article, la couche active ZnPc∶C60 a été utilisée, et grâce à la technique de dépôt en couche atomique, une couche de modification d’interface en oxyde d’aluminium a été introduite, ce qui a efficacement inhibé la réaction chimique à l’interface de l’anode ITO avec la couche de transport des trous ZnPc, réduisant ainsi la densité de courant d’obscurité du dispositif à 4×10-7 A/cm2 et augmentant le rapport courant clair/obscur à 3500. De plus, la spectroscopie Raman a confirmé l’existence d’un effet de transfert de charge intermoléculaire entre ZnPc et C60, élargissant efficacement la gamme de réponse du dispositif, qui présente une réponse spectrale stable dans une large plage allant de 375 à 1550 nm. Après optimisation, l’efficacité quantique externe (EQE), la responsivité (R) et la détectivité (D*) du dispositif à une longueur d’onde de 365 nm atteignent respectivement 72,4%, 0,21 A/W et 4,05×1011 Jones. En outre, le dispositif présente un comportement de multiplication photoélectrique aux longueurs d’onde de 580 nm et 735 nm, avec des valeurs optimales d’EQE, R, D* atteignant respectivement 128,3%, 0,75 A/W et 1,44×1012 Jones. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives pour la conception de photodétecteurs organiques à haute sensibilité et large réponse spectrale.

关键词

photodétecteur;petites molécules organiques;modification d’interface;transfert de charge intermoléculaire;oxyde d’aluminium

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