Органический фотодатчик повышенной чувствительности с широким спектром на основе слоя модификации интерфейса оксида алюминия

LI Yaojiang ,  

SHI Linlin ,  

SUN Xinyu ,  

SHANG Ziheng ,  

LI Guohui ,  

JI Ting ,  

CUI Yanxia ,  

摘要

Органические фотодатчики, благодаря таким преимуществам, как широкий выбор материалов, гибкость и биологическая совместимость, вызывают большой интерес в области биомедицинского изображения, мониторинга окружающей среды и оптической связи. Однако из-за ширины поглощения органических материалов и высокого темного тока существующие органические фотодатчики продолжают сталкиваться с вызовами в области широкого спектрального отклика и высокой чувствительности. В этой статье ZnPc∶C_60 были использованы в качестве активного слоя и с помощью технологии атомного слоя осаждения был введен слой модификации интерфейса оксида алюминия, что эффективно подавило химическую реакцию между анодом ITO и слоем переноса дырок ZnPc, в результате чего плотность темного тока устройства снизилась до 4×10^-7 A/см^2, а отношение яркость - темный ток увеличилось до 3 500. Кроме того, характеристика рентгеновского спектра подтвердила эффект перехода заряда между ZnPc и C_60, что эффективно расширило диапазон отклика устройства, и устройство продемонстрировало стабильные спектральные характеристики в широком спектральном диапазоне от 375 до 1 550 нм. Дополнительная оптимизация устройства привела к тому, что эффективность квантового выхода (EQE), чувствительность (R) и скорость обнаружения (D^*) устройства достигли соответственно 72.4%, 0.21 A/W и 4.05×10^11 Джонсов при длине волны 365 нм. Кроме того, устройство проявило увеличение электрофотонного умножения при длинах волн 580 нм и 735 нм, и наилучшая EQE, R, D^* составили соответственно 128.3%, 0.75 A/W и 1.44×10^12 Джонс. Это исследование предлагает новые подходы для проектирования органических фотодатчиков высокой чувствительности и широкого спектрального отклика.

关键词

Органический фотодатчик, малые органические молекулы, модификация интерфейса, перенос заряда между молекулами, оксид алюминия

阅读全文