有機光電探知器は、材料の多様性、柔軟性、生体適合性などの利点から、生物医学画像処理、環境監視、光通信分野で注目されています。しかし、有機材料の吸収帯域ギャップおよび比較的高い暗電流に制約され、既存の有機光電探知器は広帯域応答および高感度の面で課題に直面しています。本研究では、活性層としてZnPc∶C₆₀を用い、原子層堆積技術により酸化アルミニウム界面修飾層を導入することで、ITO陽極とZnPc正孔輸送層の界面化学反応を効果的に抑制し、デバイスの暗電流密度を4×10^-7 A/cm²に低減し、明暗電流密度比を3500に向上させました。さらに、ラマン分光解析によりZnPcとC₆₀間に分子間電荷移動効果が存在することを確認し、デバイスの応答範囲を効果的に拡大しました。本デバイスは375～1550 nmの広帯域範囲で安定したスペクトル応答特性を示します。さらにデバイスを最適化した結果、365 nm波長における外部量子効率（EQE）、感度（R）、検出率（D^*）はそれぞれ72.4％、0.21 A/W、4.05×10¹¹ジョーンズに達しました。加えて、デバイスは580 nmおよび735 nm波長において光電増倍挙動を示し、最適なEQE、R、D^*はそれぞれ128.3％、0.75 A/W、1.44×10¹²ジョーンズに達しました。本研究は高感度かつ広帯域応答の有機光電探知器設計に新たな視点を提供します。

光電探知器;有機小分子;界面修飾;分子間電荷移動;酸化アルミニウム