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溶液法制备全有机P3HT光电探测器
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:O64[理学—物理化学;理学—化学] O482.3[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京理工大学材料科学与工程学院纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室,北京100081, [2]北京理工大学物理学院纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(60777025);北京市科技新星计划交叉学科合作项目(XXHZ201204);北京理工大学杰出中青年教师支持计划项目(BIT-JC-201005);“111”引智计划项目(BIT111-201101)
中文摘要:

基于场效应晶体管(FET)结构的光电探测器能通过栅压抑制噪声信号并具有光电信号放大的功能。有机半导体材料已经被广泛应用到光敏晶体管中,全有机探测器对于实现大面积器件制备、降低成本及柔性器件具有十分重大的意义。然而,多层有机聚合物的成膜,必须避免在溶液制备过程中的“溶剂腐蚀”问题。实验中,采用顶栅底接触(TGBC)FET结构及正交溶剂(orthogonal solvent)的方法,以乙酸丁酯作为聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的溶剂,避免对聚(3-己基噻吩)(P3HT)有源层的破坏,成功制备了性能优良的全有机光电探测器Au(源漏极)/P3HT(150 nm)/PMMA(800 nm)/Al(栅极),其“开/关”电流比达到103,迁移率达8×10-3cm2·V-1·s-1。该器件对350~650 nm的光照均有响应,在0.1 m W/cm2光照下其“明/暗”电流比达75。在600 nm光照下,其最大响应度达到0.28 A/W,其响应度变化趋势与P3HT的吸收光谱情况相似。

英文摘要:

The noise signals can be compressed and the optoelectronic signals can be amplified by the applied gate voltages in field-effect transistor (FET)-based photodetector. Organic materials have been widely applied in phototransistors, it is meaningful to fabricate all-organic photodetectors for large area, low cost and flexible device applications. However, multiple polymer layers are usually fabricated through solution processing and the "solution corrosion" should be avoided during its fabrication process. Therefore, top-gate-bottom-contact(TGBC) FET configuration and orthogonal solvent were adopted in the experiments, and the bulty acetate was used as the solvent of poly (methyl methacrylate)(PMMA) to prevent destroying the poly (3-hexylthiophene) (P3HT) active layer. In this way, the FET-based all- organic photodetectors Au(Source, Drain)/P3HT(150 nm)/PMMA(800 nm)/Al(Gate) had been successfullyprepared, showing an on-off current ratio of 10a and a maximum mobility of 8×10-3cm2.V-1.s-1. The photocurrent shown an obvious increment under illumination of a broad range of incident wavelengths from 350 nm to 650 nm, giving a maximum photo-to-dark current ratio of 75 under 0.1 mW/cm2 illumination. The largest photoresponsivity of -0.28 A/W was obtained under the illumination of 600 nm, and the trend of photoresponsivity corresponds to that of the absorption of P3HT film.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466