《以摻雜薄膜為界面層的有機光探測器的研究》是依託華中科技大學，由周印華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：以摻雜薄膜為界面層的有機光探測器的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周印華
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於可溶液製備的有機聚合物半導體的光電探測器具有製備工藝簡單、成本低的優點，在成像、遙感、通信等領域具有廣泛的套用前景。並且，有機聚合物半導體種類多，吸收光譜分布寬（從紫外到紅外），可構築多波段探測的光電探測器。目前，實現高效有機聚合物光電探測器的主要難題是：尚缺少簡單、有效的方法及材料可有效抑制器件在反向電壓下的暗電流，同時又可使器件具有高的外量子效率。針對這一問題，本申請擬開展以下工作：（1）使用摻雜劑對聚合物主體材料進行摻雜構築新型界面層，通過使用不同的摻雜劑及主體材料，調節摻雜比例，研究摻雜薄膜的功函式及電導率的變化規律，實現具有連續、可調功函式的界面層；（2）通過轉移層壓法製備摻雜薄膜用作光電探測器的界面層，以有效抑制器件的暗電流並同時使器件具有高的外量子效率。基於這一方法，結合具有不同吸收波段的光活性層，構筑紫外、可見、紅外波段回響的系列低暗電流、高性能的光電探測器。
結題摘要
有機聚合物光電探測器具有質量輕、易於製備、光譜可調等優點，可望在成像、遙感、通信等領域有廣泛套用。在青年科學基金項目《以摻雜薄膜為界面層的有機光電探測器的研究》的支持下，我們按照項目計畫書中既定的研究計畫和研究目標執行，圍繞新型有機半導體摻雜劑的開發、有機光電探測器功能層（電極、界面層和光活性層）的轉印製備、探測器的器件結構與性能方面開展研究工作。取得的主要結果包括：（1）開發出三種新型n型摻雜劑：1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）、2,6-二甲氧基吡啶（2,6-Py）、十八烷基二甲基苄基氯化銨（SDBAC），這些摻雜劑可對有機半導體材料進行有效摻雜，摻雜後電導率可提高3個數量級，實現功函式在4.4-4.9 eV範圍內可調；（2）通過最佳化轉印介質、目標表面的表面能以及轉印介質-轉印薄膜和轉印薄膜-目標表面之間的相互作用，實現了高分子電極、界面層以及光活性層的轉印製備，在此基礎上構建了具有新型器件結構的有機光電探測器；（3）實現了可探測紫外、可見、近紅外波段（300-1000 nm）的系列有機光電探測器，其比探測率達1.2 × 10^13 Jones。在研究工作的後期，我們進一步將摻雜研究延伸到導電高分子的改性和鈣鈦礦薄膜中。發現將聚氧化乙烯和聚乙烯亞胺引入到導電高分子中，可提高導電高分子薄膜的模量和離子電導率；在銻基非鉛鈣鈦礦薄膜中，將氯甲胺摻雜進前驅體中，有利於拓展吸收波長，減少薄膜缺陷。在本項目支持下，以華中科技大學為第一單位，本人為通訊作者在Advanced Functional Materials, Journal of Materials Chemistry A, Advanced Energy Materials, Journal of the American Chemical Society等期刊共發表論文14篇，申請專利2項（其中1項已授權）。在國內國際會議上作相關學術報告6次。
