Fotodetector orgánico de alta sensibilidad y respuesta espectral amplia basado en una capa de modificación de interfaz de óxido de aluminio

LI Yaojiang ,  

SHI Linlin ,  

SUN Xinyu ,  

SHANG Ziheng ,  

LI Guohui ,  

JI Ting ,  

CUI Yanxia ,  

摘要

Los fotodetectores orgánicos han atraído gran atención en los campos de la imagen biomédica, la monitorización ambiental y las comunicaciones ópticas debido a su amplia gama de materiales, flexibilidad y biocompatibilidad. Sin embargo, debido a la limitación de la banda de absorción de los materiales orgánicos y la alta corriente de oscuridad, los fotodetectores orgánicos existentes aún enfrentan desafíos en cuanto a respuesta espectral amplia y alta sensibilidad. En este trabajo, se utilizó ZnPc∶C60 como capa activa y, mediante la tecnología de deposición por capas atómicas, se introdujo una capa de modificación de interfaz de óxido de aluminio que inhibió eficazmente la reacción química en la interfaz del ánodo ITO con la capa de transporte de huecos ZnPc, reduciendo la densidad de corriente de oscuridad del dispositivo a 4×10-7 A/cm2 y aumentando la relación corriente iluminada-oscuridad a 3500. Además, la espectroscopía Raman confirmó la existencia de un efecto de transferencia de carga intermolecular entre ZnPc y C60, ampliando eficazmente el rango de respuesta del dispositivo, que presenta características de respuesta espectral estable en un amplio rango de 375 a 1550 nm. Tras la optimización del dispositivo, la eficiencia cuántica externa (EQE), la responsividad (R) y la detectividad (D*) alcanzaron 72.4%, 0.21 A/W y 4.05×1011 Jones a una longitud de onda de 365 nm, respectivamente. Además, el dispositivo mostró comportamiento de multiplicación fotoeléctrica en longitudes de onda de 580 nm y 735 nm, con EQE, R, D* óptimos de 128.3%, 0.75 A/W y 1.44×1012 Jones, respectivamente. Este estudio proporciona nuevas ideas para el diseño de fotodetectores orgánicos de alta sensibilidad y respuesta espectral amplia.

关键词

fotodetector;moléculas orgánicas pequeñas;modificación de interfaz;transferencia de carga intermolecular;óxido de aluminio

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