Mitigación de la corriente oscura en fotomultiplicación Fotodetectores orgánicos a través de la heterojunción de...

Área de la Ciencia:

• Productos electrónicos orgánicos
• Tecnología de fotodetectores
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los fotodetectores orgánicos de tipo fotomultiplicación (PM-OPD) logran una alta eficiencia cuántica externa (> 1) utilizando trampas dispersas en heterojunciones a granel (BHJ).
• Los diseños convencionales de BHJ con bajas relaciones donante-aceptor, necesarios para una alta eficiencia, sufren de una alta corriente oscura debido a las vías de captura de carga, lo que limita el voltaje de funcionamiento y el uso práctico.

Objetivo del estudio:

• Introducir un nuevo diseño de gradiente de trampa de carga para los PM-OPD para mitigar los problemas de alta corriente oscura.
• Mejorar el rendimiento de los PM-OPD mediante la optimización de los mecanismos de inyección y transporte de carga.

Principales métodos:

• Implementación de un gradiente de captura de carga dentro de la capa de heterounión a granel de los PM-OPD.
• Fabricación y caracterización de PM-OPD utilizando el diseño de gradiente.

Principales resultados:

• El diseño del gradiente de la trampa de carga redujo efectivamente la corriente oscura en un orden de magnitud en comparación con los PM-OPD convencionales de BHJ.
• Alcanza una alta capacidad de respuesta de 25,40 A/W a 890 nm bajo una baja tensión de funcionamiento de 0,3 V.
• El rendimiento demostrado es casi 40 veces superior al de los fotodiodos de silicio comerciales.

Conclusiones:

• El diseño de gradiente de trampa de carga suprime con éxito la corriente oscura al eliminar las vías de percolación y mejora la inyección de carga a través de una mejor flexión de la banda.
• Este enfoque ofrece una estrategia prometedora para el desarrollo de PM-OPD de alto rendimiento y baja tensión con una corriente oscura significativamente reducida.
• Los PM-OPD desarrollados muestran potencial para diversas aplicaciones que requieren una detección de luz sensible y eficiente.