Detector fotoeléctrico orgánico de banda ancha y alta sensibilidad 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 detectores fotoeléctricos orgánicos han recibido gran atención en campos como la imagen biomédica, el monitoreo ambiental y las comunicaciones ópticas debido a sus ventajas en cuanto a la variedad de materiales, flexibilidad y biocompatibilidad. Sin embargo, los detectores orgánicos existentes enfrentan desafíos en cuanto a respuesta espectral amplia y alta sensibilidad debido a la banda de absorción limitada de los materiales orgánicos y la alta corriente oscura. En este trabajo, se utiliza ZnPc∶C60 como capa activa y se introduce una capa de modificación de interfaz de óxido de aluminio mediante la técnica de depósito de capas atómicas, lo que suprime eficazmente la reacción química en la interfaz entre el ánodo ITO y la capa de transporte de huecos ZnPc, reduciendo la densidad de corriente oscura del dispositivo a 4×10-7 A/cm2 y aumentando la relación de corriente clara a oscura a 3500. Además, la espectroscopía Raman confirma la existencia de un efecto de transferencia de carga intermolecular entre ZnPc y C60, ampliando efectivamente el rango de respuesta del dispositivo. El dispositivo presenta una respuesta espectral estable en un amplio rango de 375 a 1550 nm. Tras optimizar el dispositivo, la eficiencia cuántica externa (EQE), la responsividad (R) y la detectividad (D*) a una longitud de onda de 365 nm alcanzan 72,4 %, 0,21 A/W y 4,05×1011 Jones respectivamente. Además, el dispositivo muestra un comportamiento de fotomultiplicación a longitudes de onda de 580 nm y 735 nm, con valores óptimos de EQE, R y D* de 128,3 %, 0,75 A/W y 1,44×1012 Jones respectivamente. Este estudio ofrece un nuevo enfoque para el diseño de detectores fotoeléctricos orgánicos con alta sensibilidad y respuesta espectral amplia.

关键词

Detector fotoeléctrico; Moléculas pequeñas orgánicas; Modificación de interfaz; Transferencia de carga intermolecular; Óxido de aluminio

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