電荷トラップ・グラデント・バルク・ヘテロジャンクションによる光増殖有機光検出器における暗黒電流の緩和

科学分野:

• オーガニックの電子機器
• 光検出器技術
• 材料科学

背景:

• フォトマルチプリケーションタイプの有機光検出器 (PM-OPD) は,散布型ヘテロジャンクション (BHJ) の分散型トラップを使用して,高い外部量子効率 (> 1) を達成します.
• 高効率のために必要な低ドナー対受容器比を持つ従来のBHJ設計は,充電トラップ経路のために高いダーク電流に苦しんでおり,動作電圧と実用的な使用を制限しています.

研究 の 目的:

• PM-OPDに新しいチャージトラップグラデント設計を導入し,高いダーク電流の問題を軽減する.
• 充電注入と輸送メカニズムを最適化することによって,PM-OPDのパフォーマンスを向上させる.

主な方法:

• PM-OPDの大量ヘテロジャンクション層内のチャージトラップグラデントの実装.
• グラデント設計を用いたPM-OPDの製造と特徴付け

主要な成果:

• 通常のBHJ PM-OPDと比較して,チャージ・トラップ・グラデントの設計により,ダーク・ストリームが効率的に減少しました.
• 0.3Vの低動作電圧下で890nmで25.40A/Wの高い応答率を達成した.
• 性能は商用シリコンフォトダイオドの 40 倍近くです

結論:

• 充電トラップのグラデーション設計は,浸透経路を排除することによってダーク電流を成功裏に抑制し,改善されたバンド曲線を通じて充電注入を強化します.
• このアプローチは,暗い電流を大幅に削減した高性能,低電圧のPM-OPDを開発するための有望な戦略を提供します.
• 開発されたPM-OPDは,繊細で効率的な光検出を必要とする多様なアプリケーションの可能性を示している.