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南方科技大學
南方科技大學 廣東省
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高靈敏度高分子光探測器

2021-04-13 00:00:00
云上高博會 http://www.502d.xyz
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項目成果/簡介:

通過分子設計在高分子光電探測器中實現活性層的垂直相分離控制,有效降低負偏壓下的暗電流從而提高光探測器的探測度。具體上,課題組基于具有優異光伏性能的苯并二噻吩(BDT)為主鏈構建單元,通過在側鏈引入共軛的3,4-乙撐二氧噻吩(EDOT)作為給體單元,與以噻吩并吡咯二酮TPD為受體單元共聚,合成了高分子PBT(EDOT)

? 與噻吩側鏈的高分子PBT(TH)相比,PBT(EDOT)器件負偏壓下的暗電流密度降低了2個數量級以上,而其光伏性能沒有顯著下降(圖1)。并且,探測器在±2.0V時具有非常高的整流比,暗電流的比值達到106-107,說明該探測器具有非常優異的二極管特性。在-0.2 V時,PBT(EDOT)器件暗電流密度可以達到1.6 × 10-10 A cm-2。暗電流的降低,使PBT(EDOT)光探測器在光譜響應區內可以獲得1013 Jones以上的探測度。與之相對的是,基于PBT(TH)的探測器,其探測度始終在1.1 × 1012 Jones以下的水平(圖2a)。此外,由于暗電流的減小,PBT(EDOT)器件對于弱光的探測敏感性大大提高,可以探測到光強在1 pW cm-2以下的弱光(圖2b)。該項工作已申請PCT專利,課題組將進一步開發高分子光探測器在傳感、光通訊等方面的實際應用。

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