电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，光电科学与工程学院，四川 成都 610054
纤维状光电探测器因具有柔性可编织、全角度光探测等特性，有望在可穿戴电子领域取得广泛应用。现已报道的纤维状光电探测器多采用无机光敏材料，器件存在机械柔性受限、制备工艺复杂等问题。本文提出制备纤维状有机光电探测器(FOPD)，采用浸渍提拉法依次在锌丝表面制备电子传输层(ZnO)、有机体异质结光敏层(PBDB-T:ITIC-Th)和空穴传输层(PEDOT:PSS)等功能层，最后缠绕银丝或碳纳米管纤维(CNT)作为外电极，制备了两种柔性FOPD。结果表明，两种器件在可见光波段均具有优良的响应，整流特性明显，在?0.5 V偏压下比探测率均可达10
11 Jones (300 nm~760 nm)。其中，CNT外电极与光敏层的界面接触更佳，器件具有更低的暗电流密度(9.5×10
?8 A cm
?2，?0.5 V)和更快的响应速度(上升、下降时间：0.88 ms、6.00 ms)。本文的研究有望为柔性纤维器件和可穿戴电子领域的发展提供新思路。
1 长春理工大学材料科学与工程学院，吉林 长春 130022
2 教育部光电功能材料工程研究中心，吉林 长春 130022
本体异质结（BHJ）是有机光电探测器（OPD）最有意义的结构之一，它可以通过在溶剂中混入供体和受体并借助溶胶-凝胶方法来实现。BHJ已经被证明是调节有机半导体激子扩散长度的一种有效方法，而制备具有这种结构的有机光电探测器是一项非常重要的工作。因此，使用共轭聚合物供体聚（3-己基噻吩）（P3HT）和富勒烯衍生物受体［6，6］-苯C61-丁酸甲酯（PC61BM）形成活性层制备二元BHJ OPD，从而提高MgZnO紫外光电探测器的性能。结果表明，OPD的响应度可达0.721 A/W，与MgZnO紫外光电探测器相比提高了约3.9倍。此外，OPD具有更出色的检测能力、更好的响应度和更高的光暗电流比。
探测器 有机光电探测器 共轭聚合物 富勒烯 二元本体异质结 光学学报
2022, 42(13): 1304001
电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
利用光电倍增（PM）效应提高器件外量子效率是获得高灵敏度有机光电探测器的重要途径。基于电荷积累型PM原理，介绍了近几年PM型有机光电探测器的研究进展，从实现电荷积累方法的角度，详细阐明了实现PM的策略以及对应的机理，并对PM型有机光电探测器的未来研究进行了展望。
光学器件 有机光电探测器 光电倍增 外量子效率 电荷积累 光电子器件 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0100003
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
采用P3HT∶PBDT-TT-C∶PC61BM为活性层,通过溶液旋涂和高真空蒸镀工艺制备了覆盖可见光范围的高探测率有机光电探测器.利用原子力显微镜、紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究了窄带隙聚合物红光吸收材料PBDT-TT-C掺入P3HT∶PC61BM对活性层薄膜光学特性和器件电学特性的影响.研究发现当活性层中P3HT∶PBDT-TT-C∶PC61BM质量比为8∶2∶10时,活性层的响应光谱范围拓宽到350~780 nm.其探测器在－1 V偏压下红绿蓝三基色的光响应度和外量子效率分别达到了422 mA/W、464 mA/W、286 mA/W和83%、108%、77%,比探测率均达到1012Jones以上.结果表明,在有机光电探测器活性层中掺入吸收光谱互补的有机材料,在保证薄膜微观形貌的基础上,通过调节三元混合材料的质量比,不仅可以优化载流子的产生和输运,提高器件的光电流,还可通过第三组分的掺入促进薄膜结晶,减小器件的暗电流.
有机光电探测器 三元体异质结 荧光光谱 能量传递 Organic photodetector Ternary heterojunction Fluorescence spectroscopy Energy transfer PBDT-TT-C PBDT-TT-C 光子学报
2019, 48(10): 1004001
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
采用溶液旋涂方法将单壁碳纳米管与有机红光材料结合并制作出红光探测器, 研究了单壁碳纳米管对PBDTTT-F∶PCBM本体异质结活性层薄膜的影响机理及其红光探测器的光电特性.利用原子力显微镜, 荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等方法对器件进行性能表征及优化.当单壁碳纳米管为最优掺入比1.5 wt%时, 在－1 V偏置电压时, 红光光照下该探测器响应度为535 mA/W, 比探测率达到3.8×1012 Jones, 外量子效率达到104%.结果表明, 将单壁碳纳米管与有机红光材料结合, 有利于提高有机共轭聚合物的聚集以及结晶度, 增强光吸收, 可为活性层提供高迁移率的电荷传导通道, 优化薄膜互穿网络形貌.同时, 利用碳纳米管的多激子产生效应, 使得有机光电探测器的光电性能大大改善, 外量子效率超过100%, 为无机-有机光电探测器的进一步开发提供参考.
有机光电探测器 活性层 光致发光光谱 碳纳米管 光电特性 本体异质结 Organic photodetector Active layer Photoluminescence spectroscopy Carbon nanotubes Photoelectric properties Bulk heterojunction
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
为实现有机光电探测器对三基色(红、绿、蓝)的全响应以及器件性能的改善, 研究了在聚(3-己基噻吩)(P3HT)∶［6,6］-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)活性层中, 掺入窄带隙材料(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并［1,2-b: 4,5-b′］二噻吩)-(4-氟代噻并［3,4-b］噻吩)(PBDT-TT-F)实现光谱拓宽以及通过提高阳极修饰层电子注入势垒来降低暗电流, 改善探测器性能的方法, 研究了PBDT-TT-F掺杂浓度以及修饰层厚度对探测器光电学性能的影响规律.在此基础上, 获得了一个覆盖400~750 nm波长范围的探测器, 并且在低偏压－1 V下三基色的线性动态范围和比探测率分别达到了81、80、81 dB和2.7×1012、2.0×1012、2.6×1012 Jones.结果表明: 在保持原有二相体异质结薄膜的微观形貌和电学特性前提下, 掺入13 wt.%少量光谱拓宽材料可实现活性层的光谱拓宽.采用合适厚度的三氧化钼(MoO3)层替换原有的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)阳极修饰层, 可使探测器的三基色线性动态范围和比探测率大幅提高.该研究为研发宽光谱高探测率三基色有机光电探测器提供了一种新思路.
有机光电探测器 三相体异质结 宽光谱 阳极缓冲层 比探测率 Organic photodetector Tri-phase bulk hetrojunction Broadband Anode buffer layer Detectivity 光子学报
2018, 47(11): 1123002
太原理工大学物理与光电工程学院， 新型传感器与智能控制教育部重点实验室， 山西 太原 030024
外量子效率远远超过100%的有机光电倍增探测器近年来受到了研究者们的广泛关注。首先介绍有机光电倍增探测器的基本结构及其光电倍增机理。有机光电倍增探测器由于其活性层的材料特性不同，可分为小分子基及聚合物基两种类型。针对这两种不同类型的有机光电倍增探测器的研究进展进行综述，详细说明研究者们在改善有机光电倍增探测器量子效率、暗电流、响应速度、光谱性能等方面取得的重要进展。简单介绍了研究者们针对有机光电倍增探测器的工作机理提出的一些不同解释。总结全文并展望了有机光电倍增探测器的发展前景。
光学器件 有机光电探测器 光电倍增 量子效率 隧穿 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070001
1 兰州文理学院 电子信息工程学院, 甘肃 兰州730000
2 兰州大学 物理科学与技术学院, 甘肃 兰州730000
3 兰州大学 应用有机国家重点实验室, 甘肃 兰州730000
在光电探测器PTCDA/P-Si芯片的有机层表面, 成功制作出了比接触电阻为4.5×10-5 Ω·cm2的低阻欧姆接触层。利用X射线光电子能谱(XPS)对Al/Ni/ITO的欧姆接触层界面的电子状态进行了测试和分析。结果表明, ITO中的In3d及Sn3d各出现两个分裂能级的谱峰, 它们是In和Sn原子处于氧化环境的结合能。Ni2p有两个谱峰Ni2p(1)及Ni2p(2), 低结合能位置Ni2p(1)对应于Ni原子被X射线激发产生的谱峰, 说明Ni-ITO之间没有发生化学反应, Ni层阻止了Al层被氧化成Al2O3;高结合能Ni2p(2)谱峰说明已形成了Al3Ni冶金相, 有利于低阻欧姆接触层的形成。
有机光电探测器 低阻欧姆接触层 反应机理 X射线光电子能谱 organic photodetector low-resistance Ohmic contact layer reaction mechanism X-ray photoelectron spectroscopy
