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激光与光电子学进展 2025年

作者：王浩然胡均义成明王云鹏王飞中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术重点实验室中国科学院大学

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出... 详细信息

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出了巨大贡献。本文在阐述了有机光电探测器的光导型、晶体管型、二极管型的器件结构和光谱响应范围、响应度、外量子效率、探测率等性能参数的基础上，总结了窄带隙聚合物、小分子受体、非富勒烯受体材料在器件中的应用并介绍结构优化、表面钝化处理、界面工程等优化器件性能的各种策略，以及窄带、全色、颜色选择NIR-O PDs研究现状并展望了未来发展面临的挑战和应用前景。

关键词：近红外有机光探测器有机光电二极管有机半导体材料

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聚酰亚胺基板功能化及柔性光电二极管的应用研究

聚酰亚胺基板功能化及柔性光电二极管的应用研究

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作者：于龙鑫上海大学

学位级别：硕士

光电二极管作为传感器中重要的一个传感器件单元,已广泛应用在移动电子、安防、医疗检测、智能家居等领域。传统硅光电二极管具有灵敏度高、响应时间快、宽光谱响应等诸多优势,但基于传统硅工艺制程所制备的器件不可弯折。为适应车载、... 详细信息

光电二极管作为传感器中重要的一个传感器件单元,已广泛应用在移动电子、安防、医疗检测、智能家居等领域。传统硅光电二极管具有灵敏度高、响应时间快、宽光谱响应等诸多优势,但基于传统硅工艺制程所制备的器件不可弯折。为适应车载、可穿戴等更广泛的使用场景,柔性光电二极管已成为研究者们重点关注的研究方向之一。柔性光电二极管不仅需要实现传统光电二极管所拥有的高灵敏度、快速响应、宽光谱响应等特点,更重要的是在数万次的弯折载荷之后,柔性光电二极管器件光响应性能依旧保持良好。因此,对器件结构及弯折性能的研究、柔性衬底材料的选择等成为研究的重点。为了解决上述问题,本文采用聚酰亚胺(polyimide,PI)材料作为柔性衬底材料开发了柔性衬底制备工艺;研究了聚合物与有机-无机杂化钙钛矿两种光电材料在该柔性衬底上的制备工艺,并对器件的空穴传输性能进行了改良。本文主要内容如下:(1)柔性衬底的制备与优化。开发了聚酰亚胺薄膜的制备工艺,同时提出了聚酰亚胺柔性薄膜验证方案,包括高温热验证、应力特性验证、器件验证三个部分。解决了聚酰亚胺基板上气泡与颗粒等问题,并研究了退火氛围、薄膜厚度、浆料存放时间对聚酰亚胺基板力学性能的影响,评判了聚酰亚胺基板的热失重性能。此外,通过改变退火时烘箱内的氧浓度,研究了退火氛围对聚酰亚胺基板光透过率性能的影响。(2)CCO掺杂PEDOT作为空穴传输层的柔性有机光电二极管的研究。制备了铟锡氧化物的聚酰亚胺基板并在此基础上进行柔性有机光电二极管的研究。采用制备工艺简单、宽吸收光谱、半导体特性良好的PCDTBT材料作为活性层进行器件制备。使用传统器件结构的同时,采用水热法合成铜铬的氧化物纳米颗粒并按不同的质量分数掺入PEDOT:PSS溶液中,CCO与PEDOT:PSS的复合薄膜拥有较大的表面积,提升了薄膜的空穴传输性能。CCO掺杂后,器件暗电流(-3V测试条件下)由2.20×10降低至1.51×10 A·cm,实验证明有机器件在50000次弯曲测试后依然具有良好的可靠性。(3)含ZnO肖特基接触的柔性钙钛矿光电二极管的研究。采用禁带宽度易于调节、载流子传输特性优秀的钙钛矿材料作为活性层,制备了柔性钙钛矿光电二极管。采用适当厚度的ZnO与底电极ITO形成肖特基接触的方法降低了器件的暗电流。实验结果表明,器件暗电流由2.04×10降低至1.71×10 A·cm,探测率为6.19×10 Jones,且器件在5000次弯折测试后依然具有良好的可靠性。

关键词：聚酰亚胺柔性基板功能化有机光电二极管空穴传输层

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窄带有机光电探测器的优化设计

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发光学报 2019年第2期40卷 224-230页

作者：罗国平广东石油化工学院理学院广东茂名525000

针对基于无机材料的光电探测器需要借助滤光器或棱镜耦合实现窄带响应,提出了一种通过有机材料制备窄带光电探测器并提高吸收峰值和降低半高全宽的方法和结构。该器件由分布布拉格反射器和有机光电二极管构成。有机光电二极管的顶电极... 详细信息

针对基于无机材料的光电探测器需要借助滤光器或棱镜耦合实现窄带响应,提出了一种通过有机材料制备窄带光电探测器并提高吸收峰值和降低半高全宽的方法和结构。该器件由分布布拉格反射器和有机光电二极管构成。有机光电二极管的顶电极和底电极之间构成光学微腔。采用传输矩阵法,详细分析了分布布拉格反射器的中心波长、有机光电二极管透明顶电极和光敏感层的厚度对有机光电探测器吸收性能的影响。研究结果表明,Tamm等离激元共振波长接近光敏感层的光学带隙时,可获得半高全宽小于20 nm的窄带响应,并且吸收峰值在70%以上。基于PTB7∶PC^(71)BM和PTB7-Th∶IEICO-4F的有机光电探测器分别可用于探测红光和近红外光。该研究从基本物理机制出发,结合材料和器件结构可将有机光电探测器的响应窗口从可见光拓展至近红外光。

关键词：光电探测器有机光电二极管窄带响应 Tamm等离激元

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菲并咪唑系列化合物的合成及其在OLEDs中的应用研究

菲并咪唑系列化合物的合成及其在OLEDs中的应用研究

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作者：袁杨吉林大学

学位级别：硕士

本文设计合成了四种菲并咪唑系列化合物(a：1,2-二苯基菲并咪唑;b：1-甲苯基-2-苯基菲并咪唑;c：1-苯基-2-甲苯基菲并咪唑;d：1,2-二甲苯基菲并咪唑),并通过核磁、质谱、元素分析及单晶结构对化合物进行了表征。同时还对这几种化合物的... 详细信息

本文设计合成了四种菲并咪唑系列化合物(a：1,2-二苯基菲并咪唑;b：1-甲苯基-2-苯基菲并咪唑;c：1-苯基-2-甲苯基菲并咪唑;d：1,2-二甲苯基菲并咪唑),并通过核磁、质谱、元素分析及单晶结构对化合物进行了表征。同时还对这几种化合物的热力学性能、电化学性能、光物理性能及分子轨道分布进行了研究,讨论了材料结构与性能之间的关系,进一步说明这种材料具有良好的热稳定性、成膜性,易于合成和提纯等特点。并设计了器件ITO/NPB/buffer layer (a-d)/Alq;/LiF/Al,该器件表现出了驱动电压小于4V,最大亮度大于60000 cd/m2,最大发光效率大于8 cd/A的性能;同时还设计了器件ITO/a-d/Al,采用飞行时间法(TOF)对材料a-d的空穴迁移能力进行了表征。实验数据表明,化合物a-d的引入对经典器件[ITO/NPB/Alq:,/LiF／A1]的性能具有较大的改良,通过对空穴传输的缓冲来提高器件的耐压性、发光效率和功率效率,提高了电子和空穴在发光层的耦合,减少了传输过程中空穴的损失。这一改善主要是由于菲并咪唑类化合物a-d具有空穴传输能力,从而提高了发光层中空穴和电子的平衡以提高器件性能。研究结果不仅仅提出了对设计空穴传输材料的另一种思路,同时也证明了通过在NPB/Alq3问加入缓冲材料从而提高器件性能这一新方法。

关键词：有机光电二极管缓冲材料空穴迁移

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