高灵敏的全聚合物短波长红外光探测器用于由双受体n型聚合物实现的互补金属氧化物半导体集成成像
Yupu Wang1, Ruochen Wang1, Feng Li1
1School of Materials Science and Engineering, State Key Laboratory of Advanced Materials for Intelligent Sensing, Tianjin Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Science, Key Laboratory of Organic Integrated Circuits, Ministry of Education, Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), Tianjin University, Tianjin, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 18, 2026
概括
新的双受体聚合物使高性能全聚合物短波长红外有机光电探测器 (OPD) 能够进行重要的监测和成像. 这些材料提供了出色的响应和检测能力,为先进的可穿戴和成像应用铺平了道路.
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.
- 光子学是指光子学的使用方法.
背景情况:
- 短波红外 (SWIR) 有机光电探测器 (OPD) 对于监测和成像至关重要.
- 全聚合物SWIR OPD的开发受到高性能n型超低带隙聚合物半导体的缺乏所阻碍.
研究的目的:
- 为了合成和描述全聚合物SWIR OPDs的新型双受体聚合物.
- 研究基于这些新型聚合物半导体的OPD的性能.
主要方法:
- 合成了两种双受体聚合物ThDPP-CNBTz和ThDPP-CNBSz,其中包括二-二二/二受体单元,二四四和二烯供体部分.
- 使用这些新型聚合物制造全聚合物SWIR OPD的制造和表征.
- 评估设备性能,包括响应能力,噪声流,特定检测能力和机械应变下的稳定性.
- 单立体集成与基于的读出电路用于高分辨率成像.
主要成果:
- 合成的聚合物具有超低的光学带隙和深厚的HOMO/LUMO水平,适合SWIR检测.
- 基于ThDPP-CNBTz的OPD在780至1060 nm的范围内表现出更好的响应能力 (≥0.150 A W-1).
- 基于ThDPP-CNBSz的OPD由于更高的热激活能量和降低的陷密度而表现出较低的噪声电流.
- 这两种基于聚合物的OPD都在广泛的光谱范围 (780-1140 nm和350-1240 nm) 上实现了超过1012斯的特定检测能力.
- 基于拉伸式ThDPP-CNBTz的OPD在1000次拉伸周期 (20%应变) 后保持了性能.
- 高分辨率红外成像是通过与读出电路的单体集成来实现的.
结论:
- 开发的双受体聚合物是对高性能全聚合物SWIR OPD的有希望的n型半导体.
- 这些OPD显示了可穿戴式生命监测和先进的红外成像应用的潜力.
- 这些材料能够有效地产生和传输电荷,从而产生出色的光探测器特性.
