【摘要】：可見盲型近紅外光探測(cè)器是一種在近紅外光區(qū)域具備窄光譜吸收的光敏器件,旨在解決傳統(tǒng)近紅外探測(cè)器在明亮環(huán)境下探測(cè)精度受可見光影響的問題,其在科學(xué)研究、監(jiān)控等方面具有廣泛的應(yīng)用。本文通過結(jié)合有機(jī)近紅外光敏二極管與鈣鈦礦材料濾光層來制備與研究可見盲型近紅外光探測(cè)器。本文選取基于PbPc/C_(60)異質(zhì)結(jié)的光敏二極管作為近紅外光探測(cè)部分,但此類器件在可見光-近紅外區(qū)域均有明顯的光響應(yīng)存在。由于鈣鈦礦材料在可見光區(qū)域超高的光吸收能力,引入鈣鈦礦濾光層可以有效吸收入射光中可見部分的能量,將整個(gè)器件的光響應(yīng)限制在近紅外光區(qū)域。首先研究了鈣鈦礦薄膜在不同溝道長(zhǎng)度與入射光波長(zhǎng)下的光響應(yīng)性能,其光響應(yīng)度達(dá)到10~3 mA/W數(shù)量級(jí),展現(xiàn)出300%以上的外量子效率,且在可見光區(qū)域的光響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于近紅外區(qū)域。接著對(duì)反向加光時(shí)器件光響應(yīng)能力進(jìn)行研究與分析。同時(shí),制備并優(yōu)化了基于PbPc/C_(60)異質(zhì)結(jié)的光敏二極管,沒有引入鈣鈦礦濾光層的器件光響應(yīng)度為100~200 mA/W,引入鈣鈦礦濾光層之后的器件光響應(yīng)度在可見光區(qū)域減少到10mA/W,而近紅外區(qū)域只減少到80 mA/W,實(shí)現(xiàn)了可見盲近紅外探測(cè)的設(shè)想。本文通過結(jié)合PbPc/C_(60)異質(zhì)結(jié)與鈣鈦礦材料在光敏區(qū)域上的特點(diǎn),制備可見盲型近紅外光探測(cè)器,取得了優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)效果,通過實(shí)驗(yàn)與分析優(yōu)化,為進(jìn)一步研究指明方向。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN215
【圖文】：

以簡(jiǎn)要的敘述，接著敘述可見盲型近紅外探測(cè)器的特點(diǎn)并提出本文的亮點(diǎn)。近紅外探測(cè)器的發(fā)展歷史紅外光（Near-Infrared，NIR），又叫紅外線，由科學(xué)家赫歇爾于 180是指波長(zhǎng)比可見光的紅光區(qū)長(zhǎng)的電磁波，其波長(zhǎng)介于 760 nm 到 1 mm波依照波長(zhǎng)的分類如圖 1-1 所示。紅外光具有明顯的熱效應(yīng)與光電效的熱效應(yīng)使其在微波加熱方面得到廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，由于自然界的紅外光輻射源，無時(shí)無刻不在向周圍空間以熱輻射的形式發(fā)射紅外光天然的特性可制備紅外探測(cè)器，進(jìn)而應(yīng)用在紅外夜視儀、紅外攝像機(jī)機(jī)等領(lǐng)域,[1, 2]。為在黑暗及低可見度環(huán)境中開展科研、生產(chǎn)及軍事行為能。此外，在光纖通信[3, 4]、生物醫(yī)療[5, 6]等領(lǐng)域，近紅外光探測(cè)器也的應(yīng)用。

材料的光電導(dǎo)近紅外光探測(cè)器；再到近些年應(yīng)晶體管（Near-Infrared Photoresponsive OOFET）[7]。可見，近紅外光探測(cè)器的發(fā)展經(jīng)雜的光電效應(yīng)的轉(zhuǎn)化。而其功能層材料也經(jīng)有機(jī)型近紅外光敏材料的發(fā)展，主要得益于其優(yōu)勢(shì)。器簡(jiǎn)介近紅外探測(cè)器，如果根據(jù)材料的不同，可以不同又可以被分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器。生的被探測(cè)材料物理性質(zhì)變化的探測(cè)器。例光子探測(cè)器是探測(cè)吸收光子后被測(cè)材料中電象的探測(cè)器。例如，光敏電阻[10]、光電二的光電器件如圖 1-2 所示。

果金屬功函數(shù)與 n 型有機(jī)半導(dǎo)體的 LUMO 能級(jí)或者和 p 型有機(jī)半導(dǎo)體的 HOMO能級(jí)比較接近時(shí)，當(dāng)載流子注入到有機(jī)半導(dǎo)體材料中時(shí)，因?yàn)楸容^小的接觸勢(shì)壘載流子受到的阻礙較小，接觸電阻小。與之相反，當(dāng)金屬功函數(shù)與有機(jī)半導(dǎo)體材料能級(jí)不匹配，具有較大接觸勢(shì)壘時(shí)，載流子的傳輸受到阻礙，體現(xiàn)為較大的接觸電阻。加之在金屬與半導(dǎo)體界面處還存在偶極層，偶極勢(shì)壘的引入加大了金屬與有機(jī)半導(dǎo)體接觸時(shí)的接觸勢(shì)壘，進(jìn)而影響到其接觸電阻[28]。2.3 受體材料在設(shè)計(jì)有機(jī)光敏器件時(shí)，首先要考慮能級(jí)匹配問題，然后還需要注意所選取的有機(jī)光敏材料的類型，根據(jù) n 型與 p 型材料中電子、空穴遷移率的不同，選取給體、受體材料，下面對(duì)相關(guān)材料做簡(jiǎn)要的介紹。作為受體材料，需要具備較好的充當(dāng)電子受體的能力，它的 LUMO 能級(jí)比較低，有效的降低了電子注入時(shí)的難度。

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