开发n型小分子受体,用于低暗电流密度和快速响应有机光电探测器
Hyeokjun Kim1, Jinhyeon Kang2, Myeong In Kim1
1Department of Organic and Nano Engineering, and Human-Tech Convergence Program, 222 Wangsimni-ro, Seongdong-gu, Hanyang University, Seoul 04763, Republic of Korea.
ACS applied materials & interfaces
|November 30, 2023
概括
具有绝缘链的新型小分子受体 (SMA) 显著降低有机光电探测器 (OPD) 中的暗电流密度. 这导致增强的特异检测能力和动态性能,有前途的先进光电探测器技术.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学 是一种材料科学.
- 设备物理 设备物理
背景情况:
- 优化有机光电探测器 (OPD) 需要平衡低暗电流密度 (Jd) 与高特异性检测能力 (D*) 和动态特征的高效电荷传输.
- 小分子接受器 (SMA) 是OPD的关键组件,其分子设计严重影响设备性能.
研究的目的:
- 用隔热基侧链合成新型SMA,以抑制OPD中的Jd.
- 调查分子结构,特别是 π 结合的核心和终端部分对 OPD 性能的影响.
- 增强OPD的静态 (D*) 和动态 (响应能力,响应时间) 性能.
主要方法:
- 三种新型SMA的合成,其中包括基化π-结合核和试基化N-取消的二胺末端部分.
- 使用合成的SMAs制造和描述OPDs.
- 测量关键性能指标,包括暗电流密度 (Jd),特定检测能力 (D*),响应能力 (R) 和动态响应 (截止频率,响应时间).
主要成果:
- 具有密集的绝缘基侧链的SMA实现了极低的Jd (4.60 × 10^-11 A cm^-2).
- 与传统设计相比,显示出 10-100 倍改进的 D* 的设备.
- 具有几何对齐的脊椎的SMA显示出增强的分子间排序,导致响应能力提高3-10倍 (R).
- 取得了卓越的性能: 8.09 × 10^12 斯的 D* , 205.2 kHz 的 -3 dB 切断频率和 16 微秒的响应时间.
结论:
- 几何对齐的核心终端SMAs,密集地被隔热基链包围,有效地抑制暗电流密度.
- 这些新型的SMA显著改善有机光电探测器的静态和动态性能指标.
- 开发的SMA代表了高性能OPD应用程序的有希望的进步.
