有機光電検出器は材料の多様性、柔軟性、生体適合性などの利点から、生物医学イメージング、環境モニタリング、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幅と高い暗電流に制限され、既存の有機光電検出器は広帯域応答と高感度の面でまだ課題があります。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し、ITO陽極とZnPcホール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まで低減し、明暗電流密度比を3,500に向上させました。さらに、ラマンスペクトル解析によりZnPcとC₆₀間の分子間電荷移動効果を確認し、デバイスの応答範囲を効果的に拡大し、375～1,550 nmの広いスペクトル範囲で安定したスペクトル応答特性を示しました。デバイスのさらなる最適化により、最終的に365 nm波長での外部量子効率（EQE）、応答度（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。さらに、580 nmおよび735 nm波長において光電子増倍挙動を示し、最適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検出器設計に新たな考え方を提供します。

光電検出器;有機小分子;界面修飾;分子間電荷移動;酸化アルミニウム