具有光電倍增效應的C60基光電探測器研究.pdf

1、在實際的各種應用中，能夠對微弱光信號進行探測和接收的高靈敏光電探測器尤其重要。利用光電倍增效應是實現(xiàn)高靈敏光電器件的一種重要途徑。在無機半導體內的光電倍增效應是由碰撞電離產(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際中的應用。有機光電探測器具有一些無機光電探測器無可比擬的優(yōu)點，例如，可在柔性基體上加工、低成本、易加工、寬光譜響應以及小的噪聲等。研究具有光電倍增效應的有機光電器件，對制備出高靈敏度、柔性、低價以及寬光譜響

2、應的新一代光電探測器具有指導性的作用。
　　 本文采用傳統(tǒng)的有機太陽能電池三明治器件結構: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)達到了16000％，暗電流達到了10-5mA/cm2，光暗電流之比達到了104，探測率達到了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制，實驗結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制，結果發(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制。結果發(fā)現(xiàn)，插入P3HT層使得器件EQE降低，這可能是由于P3HT/C60界面間形成的異質結以及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的C60基