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Noise and detectivity limits in organic shortwave infrared photodiodes with low disorder

npj Flexible Electronics 2020年第1期4卷 58-65页

作者： Zhenghui Wu Ning Li Naresh Eedugurala Jason DAzoulay Dong-Seok Leem tse nga ng Department of Electrical and Computer Engineering University of California San Diego9500 Gilman DriveLa JollaCA 92093-0407USA Department of Electrical and Electronic Engineering Southern University of Science and Technology1088 Xueyuan AvenueShenzhenGuangdong 518023China Center for Optoelectronic Materials and Devices School of Polymer Science and EngineeringUniversity of Southern Mississippi118 College Drive#5050HattiesburgMS 39406USA Samsung Advanced Institute of Technology(SAIT) Samsung ElectronicsCo.Ltd.130 Samsung-roYeongtong-guSuwon-siGyeonggi-do 443-803South Korea

To achieve high detectivity in infrared detectors,it is critical to reduce the device ***,for non-crystalline semiconductors,an essential framework is missing to understand and predict the effects of disorder on the dark *** report presents experimental and modeling studies on the noise current in exemplar organic bulk heterojunction photodiodes,with 10 donor-acceptor combinations spanning wavelength between 800 and 1600 nm.A significant reduction of the noise and higher detectivity were found in devices using non-fullerene acceptors(NFAs)in comparison to those using fullerene *** low noise in NFA blends was attributed to a sharp drop off in the distribution of bandtail states,as revealed by variable-temperature density-of-states *** disorder into account,we developed a general physical model to explain the dependence of thermal noise on the effective bandgap and bandtail *** model provides theoretical targets for the maximum detectivity that can be obtained at different detection wavelengths in inherently disordered infrared photodiodes.

关键词： heterojunction noise donor

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