具有光電倍增效應(yīng)的C60基光電探測器研究.pdf

1、在實(shí)際的各種應(yīng)用中，能夠?qū)ξ⑷豕庑盘栠M(jìn)行探測和接收的高靈敏光電探測器尤其重要。利用光電倍增效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)高靈敏光電器件的一種重要途徑。在無機(jī)半導(dǎo)體內(nèi)的光電倍增效應(yīng)是由碰撞電離產(chǎn)生的，使得其光電倍增器件具有很大的噪聲，極大地限制了它們在實(shí)際中的應(yīng)用。有機(jī)光電探測器具有一些無機(jī)光電探測器無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，例如，可在柔性基體上加工、低成本、易加工、寬光譜響應(yīng)以及小的噪聲等。研究具有光電倍增效應(yīng)的有機(jī)光電器件，對制備出高靈敏度、柔性、低價以及寬光譜響

2、應(yīng)的新一代光電探測器具有指導(dǎo)性的作用。
　　 本文采用傳統(tǒng)的有機(jī)太陽能電池三明治器件結(jié)構(gòu):氧化銦錫/聚3，4-亞乙二氧基噻吩∶聚苯乙烯磺酸/富勒烯/鋁(ITO/PEDOT∶PSS/C60/Al)，成功地制備了具有光電倍增效應(yīng)的C60基光電探測器。在-2V偏壓作用下，最佳器件的外量子效率(EQE)達(dá)到了16000％，暗電流達(dá)到了10-5mA/cm2，光暗電流之比達(dá)到了104，探測率達(dá)到了2.3×1013cmHz1/2/W，上升時間

3、為6μs，下降時間為8μs。該器件的光譜響應(yīng)范圍為300-700nm。用界面載流子捕獲模型來解釋C60基光電探測器的光電倍增機(jī)制，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模型相符合。
　　 研究了不同活性層厚度和不同功函電極對器件性能的影響，來探討器件的光電倍增機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它與界面載流子捕獲模型相一致。通過在C60基光電探測器的PEDOT∶PSS與C60之間插入一層很薄的聚3-己基噻吩(poly3-hexylthiophene，P3HT)層，試圖破壞該

4、界面的空穴捕獲態(tài)，來研究C60基光電探測器的光電倍增機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，插入P3HT層使得器件EQE降低，這可能是由于P3HT/C60界面間形成的異質(zhì)結(jié)以及P3HT層增加電子從陽極注入的難度所致。研究表明，PEDOT∶PSS/C60界面捕獲空穴是C60基光電探測器光電倍增的起因。
　　 同時，研究了ITO修飾層(PEDOT∶PSS)退火處理和C60不同蒸發(fā)沉積速率及沉積穩(wěn)定性對器件性能的影響，指出了成功制備具有光電倍增效應(yīng)的C60基