用于短波红外传感的高灵敏共振增强型有机光电探测器
材料科学
2024-04-05 v1 光学
摘要
短波红外（SWIR）具有包括夜视、遥感与医学成像在内的多种应用。SWIR有机光电探测器（OPDs）具有柔性、高成本效益与可调特性等优势，然而，相较于无机对应物，其较低的灵敏度与有限的光谱覆盖范围是主要缺陷。在此，我们提出一种简单而有效且广泛适用的策略，利用共振光学微腔将OPD的波长探测范围扩展至更长波长。我们在PTB7-Th:COTIC-4F共混体系中展示了概念验证，在450–1100 nm宽光谱上实现了外部量子效率（EQE）> 50%，并在1100 nm处获得峰值比探测率（D*）1.1E13 Jones，同时保持了截止带宽、速度与线性度。通过采用新型小分子受体IR6，在1150 nm处获得了创纪录的高EQE = 35%与D* = 4.1E12 Jones。本研究强调了光学设计在光电器件中的重要性，提出了一种相较于开发具有窄光学带隙吸收体的传统方法明显更简单的扩展光电探测范围的方法。
引用
@article{arxiv.2309.07370,
title = {Highly-Sensitive Resonance-Enhanced Organic Photodetectors for Shortwave Infrared Sensing},
author = {Hoang Mai Luong and Chokchai Kaiyasuan and Ahra Yi and Sangmin Chae and Brian Minki Kim and Patchareepond Panoy and Hyo Jung Kim and Vinich Promarak and Yasuo Miyata and Hidenori Nakayama and Thuc-Quyen Nguyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07370},
year = {2024}
}