有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化寬光譜探測(cè)器研究獲進(jìn)展
發(fā)布日期：2014-04-24 瀏覽次數(shù) ：540
近年來(lái)，有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合的光探測(cè)器以其低能耗，響應(yīng)速度快，體積和重量顯著減小，且易大面積生產(chǎn)，高機(jī)械柔性等特點(diǎn)引起人們的大關(guān)注，同時(shí)，該器件在光通信，觸感器，紅外探測(cè)等軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
由于該器件不僅結(jié)合的有機(jī)半導(dǎo)體易大規(guī)模生成，低成本，制備工藝簡(jiǎn)單，易調(diào)控，且具有特殊的機(jī)械靈活性的特性，同時(shí)，配合了無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料本身固有的高遷移率，良好的結(jié)晶性，較寬的光探測(cè)范圍等特點(diǎn)，引起了研究者們的關(guān)注。
中科院半導(dǎo)體所超晶格重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈國(guó)震研究員與香港科技大學(xué)范智勇教授、華中科技大學(xué)朱明強(qiáng)教授等團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)了集有機(jī)物PCBM和無(wú)機(jī)Cd3P2納米線的柔性有機(jī)無(wú)機(jī)雜化全光譜光電探測(cè)器。
該研究先采用化學(xué)氣相沉積法合成了高質(zhì)量的p型Cd3P2半導(dǎo)體納米線，然后將其與n型有機(jī)半導(dǎo)體PCBM進(jìn)行復(fù)合，形成具有p-n結(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜，后采用傳統(tǒng)的光刻工藝將其制備成具有p-n結(jié)的微納光探器件。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單根納米線光探測(cè)器具有良好的光響應(yīng)范圍(350~1300nm).且相對(duì)于純的Cd3P2納米線和PCBM薄膜器件相比，復(fù)合后的PCBM：Cd3P2納米線器件的光響應(yīng)性能有了明顯的增強(qiáng)，且其光導(dǎo)增益也有了明顯的提高。
此外，大面積的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合光探器件也被組裝到柔性的PET襯底上，結(jié)果顯示，該種結(jié)構(gòu)的器件對(duì)可見(jiàn)光有良好的響應(yīng)，且呈現(xiàn)出優(yōu)良的重復(fù)性和穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)不同程度和不同次數(shù)的彎折后，性能基本不受影響。
這種光電探測(cè)器件的設(shè)計(jì)為無(wú)機(jī)納米材料和有機(jī)半導(dǎo)體材料復(fù)合器件的組裝和面向?qū)嵱没奶峁┝艘环N良好的思路，同時(shí)也為納米功能材料在微型的納米光電器件方面應(yīng)用提供了可借鑒的模型與方法。
據(jù)悉，該項(xiàng)工作是在自然科學(xué)基金等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)主要支持下完成的。相關(guān)成果發(fā)表在美國(guó)ACS期刊的ACS Nano (2014, 8, 787–796)上。
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