主要內容

研究團隊報道了一種高速低暗電流近紅外(NIR)有機光電探測器(OPD)，該探測器在硅襯底上以非晶銦鎵氧化鋅(a-IGZO)作為電子傳輸層(ETL)。通過精細的表征技術，與溫度相關的電流-電壓測量、基于電流的深能級瞬態(tài)光譜（Q-DLTS）和瞬態(tài)光電壓衰減測量，可以深入了解暗電流的起源。這些表征結果與從紫外光電子能譜推導出的能帶結構相輔相成。

基于陷阱輔助場增強熱發(fā)射（Poole–Frenkel發(fā)射）的暗電流機制，陷阱態(tài)的存在和激活能對所施加的反向偏置電壓產生強烈依賴性。通過在供體:受體共混物和a-IGZO ETL之間引入薄界面層來顯著減少這種發(fā)射，并在?1 V的反向偏置下獲得低至125 pA/cm2的暗電流。

由于使用了高遷移率金屬氧化物傳輸層，實現(xiàn)了639 ns（上升）和1497 ns（下降）的快速光響應時間，這是NIR OPD報道的最快光響應時間之一。最后，研究團隊展示了一種在互補金屬氧化物半導體讀出電路上集成近紅外OPD的成像器，證明了改進的暗電流特性在使用該技術捕獲高質量樣本圖像方面的重要性。

其中深能級瞬態(tài)光譜（Q-DLTS）和瞬態(tài)光電壓（TPV）是使用巨力光電代理的Paios太陽能電池&OLED瞬態(tài)特性測試系統(tǒng)進行測量的。

文獻信息

Interface-Engineered Organic Near-Infrared Photodetector for Imaging Applications