Interfacedesign für photomultiplikative organische Photodetektoren mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von über 89 000

Zusammenfassung Photomultiplikationstyp organische Photodetektoren (PM-OPDs) zeigen eine offensichtliche Überlegenheit bei der Erkennung schwacher Lichtverhältnisse aufgrund ihrer niedrigen Dunkelstromdichte (J D) und hohen lichtinduzierten Stromdichte (J PI). Die J D ist ein wichtiger Parameter, der die Lichtempfindlichkeit von PM-OPDs beeinflusst; wie man den J D effektiv unterdrückt, stellt eine große Herausforderung dar, um die Leistung der PM-OPDs zu verbessern. In dieser Arbeit kann die J D der PM-OPDs durch den Einsatz von PTAA oder dotiertem PTAA als Grenzschicht anstelle der PEDOT:PSS-Schicht unterdrückt werden. Die PM-OPDs mit PTAA-Schicht weisen eine niedrige J D von 2,3 × 10 −7 A cm −2 unter −6 V Bias auf, was viel kleiner ist als 1,4 × 10 −6 A cm −2 für PM-OPDs mit PEDOT:PSS-Schicht. Das kleine Molekül DRCN5T wird in PTAA eingebaut, um zusätzliche Oberflächenfehler der PTAA-Filme zu passivieren, was dazu beiträgt, den Leckstrom der PM-OPDs zu verringern. Die optimalen PM-OPDs zeigen eine sehr niedrige J D von 8,4 × 10 −8 A cm −2 unter −6 V Bias sowie eine externe Quanteneffizienz (EQE) von 31700 % und eine spezifische Detektivität (D*) von 1,2 × 10 13 Jones bei 370 nm. Das Signal-Rausch-Verhältnis der optimalen PM-OPDs erreicht 89600 unter −4,5 V Bias unter weißer Lichtbeleuchtung mit einer Intensität von 1,5 mW cm −2.