新型光电探测器的制备与机理研究

发布时间：2020-12-19 23:58

　　光电探测器在民用、军事、科研等领域都发挥着重要作用。传统的基于无机半导体材料的光电探测器已经成功商业化。近年来,新型半导体材料的研究发展迅速,尤其是有机半导体材料、有机-无机杂化卤素钙钛矿材料,因其易制备、低成本等优点而备受关注。将新型半导体材料应用在光电探测器上,拓展光电探测器的应用领域、降低成本,是目前的研究热点。在外量子效率（external quantum efficieny,EQE）、噪声水平、响应速度等方面,基于新材料的探测器都还有进一步改善的空间。本文分三部分,分别研究了有机磷光材料在二极管型光电探测器上的应用、聚合物材料在倍增型光电探测器上的应用、有机-无机杂化卤素钙钛矿材料在可调响应范围的光电探测器上的应用。本文的主要研究内容如下:根据二极管型有机光电探测器的工作机理,更长的激子寿命有利于器件的电流输出。使用激子寿命较长的磷光材料作为给体,与富勒烯衍生物受体材料混合,制备并测试了二极管型有机紫外光电探测器。结果表明,激子寿命更长的磷光材料在与富勒烯衍生物混合后,有较高的激子解离效率。由于材料的强吸收范围集中在紫外区域,制备的器件在紫外区域有较强的响应。基于磷光材料的有... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：博士

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图２．１有机紫外光电探测器的器件结构示意图：玻璃／ＩＴＯ／ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ／ＦＩｒｐｉｃ：ＰＣ６ｉＢＭ／??，吕

??ＦＩｒｐｉｃ的ＰＬ光谱如图２．２所示。ＦＩｒｐｉｃ在４７６、５００、５３０ｎｍ处分别有发射峰，??这三个发射峰的发光寿命分别为０．２４３、０．３９４、０．９６８?ｐ?［５８］。图２．２中的照片里，??分别为ＦＩｒｐｉｃ：ＰＣ６１ＢＭ的混合物、纯Ｆｉｒｐｉｃ的氯仿溶液，放置于３６５?ｎｍ紫外光照??射下。照片显示纯ＦＩｒｐｉｃ溶液有明显的ＰＬ现象，光的颜色为肉眼可见的蓝色，与??纯Ｆｉｒｐｉｃ薄膜光致发光光谱的数据吻合。而ＦＩｒｐｉｃ：ＰＣ６１ＢＭ的混合溶液中，没有观??察到明显的发光

Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ－ｖｏｌｔａｇｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｒｇａｎｉｃ?ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ?ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓ?ｉｎ?ｄａｒｋ?ａｎｄ??ｕｎｄｅｒ?ＵＶ?ｌｉｇｈｔ．?Ｔｈｅ?ｉｎｓｅｒｔ?ｓｈｏｗｓ?ｔｈｅ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ?ｕｎｄｅｒ?ｓｑｕａｒｅ?ｗａｖｅ?ＵＶ?ｌｉｇｈｔ．??图２．３中的插入图为器件响应速度特性测试的结果。将３６５?ｎｍ的紫外光调制??为方波光信号，激发器件，记录器件的电流密度－时间（■／－（）曲线。在紫外光开始??照射时，器件的电流迅速上升，当紫外光关闭时，电流又迅速下降。整体上器件呈??现快速响应的特性，电流上升和下降时间都短于１秒。如第１章中所介绍的一样，??上升时间的定义是光生电流从其最大值的１０％上升到９０％所用的时间，而下降时??间的定义是光生电流从其最大值的９０％下降到１０％所用的时间［７Ｇ；７１］。器件这种快??速响应特性符合普通二极管型光电探测器的特点。??＼?ｉ〇？?［?２０ｍＴｃｍ２??＾?鼷?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｄａｔａ??ｇ??Ｆｉｔｔｉｎｇ?ｃｕｒｖｅ?■??＾?Ｑ＇２?．?８?Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ??运?＾?０．０１８ｍＷ

【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土配合物Eu（DBM）3为发光体的有机电致发光器件（英文）[J]. 李斌,马东阁,张洪杰,赵晓江,倪嘉缵.  物理化学学报. 1998(04)



本文编号：2926807