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从可处理溶液的多孔纳米圈制成的共价有机框架薄膜光探测器

Saikat Bag ^1,2, Himadri Sekhar Sasmal ^1,2, Sonu Pratap Chaudhary ^1,2

⁰Department of Chemical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata, Mohanpur741246, India.

Journal of the American Chemical Society +

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2023年一月9日

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概括

我们开发了一种球体转化工艺,用于制造光电子的统一共价有机框架 (COF) 薄膜. 由于其最佳的带隙和电荷传输特性,TpEtBr COF膜在光探测器中表现出卓越的性能.

科学领域

材料科学
纳米技术
光电子产品

背景情况

对光电子设备而言,共价有机框架 (COF) 是有前途的.
在基板上实现均的晶体COF薄膜是具有挑战性的.
控制COF形态是有效的电荷传输的关键.

研究的目的

通过一种新的溶液处理方法合成均的COF薄膜.
研究不同COF功能骨干的光电子特性.
制造和描述基于COF的光探测器.

主要方法

溶液可加工球体转化技术用于COF薄膜合成.
密度函数理论 (DFT) 计算用于属性预测.
玻璃制造/FTO/TiO2/COF薄膜/Au光电子设备架构.
在可见光下测量光电流和电荷流动性.

主要成果

在TiO2涂层的FTO上成功合成了均的COF薄膜 (300±20nm).
TpEtBr COF薄膜具有最小的光带间隙 (2.26 eV) 和最长的激发状态寿命 (8.52 ns).
所有COF薄膜在可见光下显示出显著的光流,表明光活性良好.
基于TpEtBr COF的光探测器实现了高光电流密度 (2.65 mA cm−2) 和孔移动性 (8.15 ×10−3 cm2 V−1 S−1).

结论

球体转化过程使同质COF薄膜的控制合成成为可能.
TpEtBr COF薄膜具有出色的光电子特性,使其适用于光探测器应用.
开发的COF薄膜显示了光电子设备中高效的电荷生成,分离和传输的潜力.