光電倍增（photoelectronic multiplication,PM）對于檢測弱光信號至關重要,在圖像傳感、視頻監(jiān)控、紅外探測等應用中得到了廣泛的發(fā)展。目前將光電倍增結構應用于有機光電探測器（organic photodetectors,OPDs）已經成為進一步提高器件性能的新策略,但仍存在工作電壓過高、制備工藝較復雜、材料選擇受限等問題。本文為解決以上問題,提出一種基于體異質結（bulk heteroj unction,BHJ）摻雜C60的倍增型OPDs,具體工作內容如下:（1）制備了三種體異質結摻雜小比例C60的倍增型器件,其中活性層分別為P3HT:PC61BM:C60、PBDT-TT-F:PC61BM:C60和P3HT:PBDT-TT-F:PC61BM:C60。較系統(tǒng)地研究了器件發(fā)生光電倍增的工作原理。結果表明,這些分散在活性層中的小比例C60可看作電子陷阱,具有俘獲光生電子的能力。光照下活性層/陰極Al界面處載流子的積累將引起P3HT（或PBDT-TT-F）能帶的彎曲,進而在反偏壓下誘導空穴隧穿注入。由于體異質結激子解離率高,從而使得器件在低電壓下發(fā)生光電倍增成為可能。... 

【文章頁數】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 有機光電倍增型探測器研究進展
        1.1.1 概述
        1.1.2 陷阱摻雜型光電倍增探測器
        1.1.3 阻擋層型光電倍增探測器
        1.1.4 晶體管型光電倍增探測器
    1.2 目前存在的問題
    1.3 論文研究意義及主要內容
2 倍增型有機光電探測器的工作原理與性能參數
    2.1 有機材料基礎
        2.1.1 有機材料的定義
        2.1.2 有機半導體中的電子結構
        2.1.3 電荷傳輸特性
        2.1.4 激子
    2.2 倍增型有機光電探測器的基本結構
    2.3 倍增型有機光電探測器的工作原理
    2.4 光電探測器的性能參數
        2.4.1 量子效率
        2.4.2 光響應度
        2.4.3 噪聲
        2.4.4 噪聲等效功率
        2.4.5 比探測率
        2.4.6 線性動態(tài)范圍
        2.4.7 響應時間
    2.5 本章小結
3 體異質結摻雜C60倍增型光電探測器的制備與表征
    3.1 器件制備所需材料
    3.2 器件結構
    3.3 體異質結摻雜C60倍增型光電探測器的工作原理
    3.4 器件制備
        3.4.1 ITO玻璃襯底的預處理和清洗
        3.4.2 旋涂工藝
        3.4.3 蒸鍍電極
    3.5 器件性能表征
    3.6 研究方案
    3.7 本章小結
4 體異質結摻雜C60倍增型光電探測器的光電特性
    4.1 P3HT:PC61BM摻雜C60倍增型探測器的光電特性
        4.1.1 光/暗電流密度-電壓曲線分析
        4.1.2 光電倍增原理
        4.1.3 C60濃度對器件性能的影響
        4.1.4 摻雜C60對載流子輸運的影響
    4.2 PBDT-TT-F:PC61BM摻雜C60 倍增型探測器的光電特性
        4.2.1 摻雜C60對器件性能的影響
        4.2.2 電子轉移與積累
        4.2.3 兩種不同給體器件光電性能的比較
    4.3 P3HT:PBDT-TT-F:PC61BM摻雜C60 倍增型探測器的光電特性
        4.3.1 光譜互補策略拓寬響應范圍
        4.3.2 P3HT:PBDT-TT-F:PC61BM:C60 器件的性能
    4.4 電壓調控型有機光電探測器
        4.4.1 PC61BM濃度對PBDT-TT-F:PC61BM:C60 器件性能的影響
        4.4.2 PC61BM濃度對P3HT:PBDT-TT-F:PC61BM:C60 器件性能的影響
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3682835