超窄带隙小分子接受器使灵敏的SWIR检测和动态上转换成像能够实现
Yongjie Chen1, Yingqi Zheng1,2, Jing Wang3
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Haidian District, Beijing, China.
Science advances
|June 5, 2024
概括
研究人员开发了一种新的有机半导体用于短波长红外线 (SWIR) 检测,实现了创纪录的高性能. 这一突破使灵敏的SWIR光二极管和先进的成像应用成为可能.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 是一种材料科学.
背景情况:
- 短波红外 (SWIR) 光探测对于许多技术至关重要.
- 有机半导体为具有成本效益,灵活和大面积的SWIR光二极管提供了一条道路.
- 目前的SWIR有机光二极管在光谱响应和特异检测能力方面面临局限性,原因是刺激离合不良和高噪音.
研究的目的:
- 为了合成一种新的SWIR有机半导体.
- 为了提高性能,制造和优化SWIR有机光二极管 (OPD).
- 为了证明这些OPD在SWIR-to-visible成像中的应用.
主要方法:
- 合成一种新的小分子用于SWIR检测.
- 制造具有优化刺激子解离,电荷注入和SWIR传导性的OPD.
- 将SWIR OPD集成到成像的全有机上转换设备中.
主要成果:
- 合成的SWIR小分子覆盖范围为0.3至1.3微米,峰值在1100nm.
- 优化的光二极管实现了0.53 A/W的谱反应率和1.71 × 10^13 斯在1110 nm的特定检测能力的记录.
- 在1至1.2微米范围内的特定检测能力超过了未冷却的商用InGaAs光二极管.
- 全有机上转换设备展示了具有高效率和分辨率的静态和动态SWIR-to-visible成像.
结论:
- 开发的有机半导体显著提升了SWIR检测能力.
- 优化的有机光二极管在与现有技术相比,提供了竞争力或优越的性能.
- 将其集成到上转换设备中,为SWIR成像应用开辟了新的途径.
