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高性能宽带倍增型四元有机光电探测器

2021-07-22王建彬唐孝生曾夏辉余华梁周赢武

发光学报 2021年7期

王建彬, 唐孝生, 周 笔, 曾夏辉, 余华梁, 周赢武

(1. 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州 350108; 2. 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065)

1 引 言

由于易制备、材料可选范围广以及可大面积制备等优点,有机光电探测器受到了广泛关注[1]。人们对颜色选择性、紫外、近红外以及全色有机光电探测器的发展越发感兴趣[2-7]。大多数有机光电探测器是二极管型,器件光电流来自电极收集到的光生载流子[8-9]。二极管型有机光电探测器噪声低、响应快,有利于在光通信、远程控制和图像传感领域的应用[10-12]。但是,弱光环境中,外量子效率(EQE)较小的光电探测器的弱光电流信号要通过前置放大器进行放大[13]。而且,这可能会带来新的噪声,并使测量系统的成本更昂贵。相对低的EQEs(通常小于100%)可能会限制二极管型有机光电探测器的潜在应用。因此,在弱光条件下获得超高EQEs(≫100%)是有机光电探测器面临的最重要挑战之一[14-15],特别是在紫外和近红外光区。

近年来,Zhang课题组报道了一系列以P3HT为电子给体、富勒烯衍生物PC71BM或非富勒烯小分子半导体为电子受体的二元倍增型有机光电探测器[16-19]。器件EQEs远大于100%,能对弱入射光进行自放大。与以PC71BM为电子受体的器件相比,虽然以非富勒烯小分子半导体DC-IDT2T为电子受体能提升器件对近红外光的响应能力,但是器件在紫外到可见光区的EQEs显著降低[19]。为了提升二元倍增型有机光电探测器的整体性能,溶液法制备的氧化锌被用作器件的界面层以提高器件对紫外到近红外光的响应与探测能力,并具有普适性[20-21]。……

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