溶液処理可能な多孔ナノスフィアの共性有機枠薄膜光検出器

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 光電子機器

背景:

• 協和有機フレームワーク (COF) は,光電子機器にとって有望である.
• 均一で結晶的なCOF薄膜を基板に作るのは難しい.
• COFの形状を制御することは,効率的な電荷輸送の鍵です.

研究 の 目的:

• 新しい溶液処理法を使用して均一なCOF薄膜を合成する.
• 異なるCOFの機能的背骨の光電子特性を調査する.
• COFベースの光検出器を製造し特徴づけること.

主な方法:

• COFの薄膜合成のための溶液処理可能な球体変換技術.
• 特性予測のための密度関数理論 (DFT) の計算.
• ガラス/FTO/TiO2/COFフィルム/Au光電子装置の製造
• 光電流と可視光下での電荷移動性を測定する.

主要な成果:

• 均一なCOF薄膜 (300 ± 20 nm) がTiO2コーティングされたFTOで成功して合成された.
• TpEtBr COFフィルムは,最も低い光帯のギャップ (2.26 eV) と最も長い興奮状態の寿命 (8.52 ns) を示した.
• すべてのCOFフィルムは,可視光下での有意な光電流を示し,良好な光活性を示した.
• TpEtBr COFベースの光検出器は,高い光電流密度 (2.65 mA cm−2) と穴の可動性 (8.15 × 10−3 cm2 V−1 S−1) を達成した.

結論:

• 球体変換プロセスは,均質なCOF薄膜の制御された合成を可能にします.
• TpEtBr COFフィルムは優れた光電子特性を持ち,光検出器の用途に適しています.
• 開発されたCOF薄膜は,光電子装置における効率的な電荷生成,分離,輸送の可能性を示しています.