《有機/無機複合結構的近紅外-可見光上轉換器件研究》是依託蘇州大學，由陳俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機/無機複合結構的近紅外-可見光上轉換器件研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳俊
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近紅外波段（約1.5 微米）探測在軍事和民用領域都具有非常重要的套用，而目前矽CCD成像器件的光探測波長範圍短於1微米。有機/無機複合結構（銦鎵砷/OLED）近紅外上轉換器件將近紅外光轉換成可見光，進而能夠與矽CCD組合實現紅外探測。該複合結構克服了無機材料集成時晶格匹配的要求，同時具備有機材料的易加工性和無機材料的高量子效率。本項目將通過集成頂發射OLED和在銦鎵砷探測器內引入電流增益等方案提高有機/無機上轉換器件的性能,研製具有光放大功能的上轉換器件。在此基礎上，還將研製有機/無機複合結構的新型上轉換成像器件，不同於傳統的成像方案，即增加像素的方式來提高解析度，該器件通過無像素的方案，在成像器件中控制光生電流的橫向分布來提高解析度,可極大簡化製備工藝並降低紅外成像的成本，解決傳統紅外成像的低解析度問題。本項目的研究將促進大面積、低成本、高分辨的新型紅外成像器件研製。
結題摘要
近紅外波段（約1.5 微米）探測在軍事和民用領域都具有非常重要的套用，而目前矽CCD成像器件的光探測波長範圍短於1微米。有機/無機複合結構（銦鎵砷/OLED）近紅外上轉換器件將近紅外光轉換成可見光，進而能夠與矽CCD組合實現紅外探測。本項目圍繞有機/無機複合結構的近紅外-可見光上轉換器件的關鍵技術問題和難題展開研究，採用異質結微觀能帶設計和異質結界面巨觀電學表征來研究器件結構及界面的最佳化方案，提升有機/無機近紅外成像器件性能。首先建立了準確完善的紅外成像器件二維載流子輸運模型，研究了光電二極體、光電電晶體、雪崩管以及含超晶格阻擋層等不同成像器件結構中限制電流輸運效率的共有因素，明確了通過最佳化設計異質結界面處能帶結構可以調節器件內部電場分布，從而提高光生載流子產生和輸運的效率，為增強成像器件性能包括光電流、信噪比等指標提供了器件結構最佳化方案；同時為最佳化器件的異質結界面接觸特性，建立了界面電學表征方法，研究了成像器件中關鍵界面包括金屬/半導體、金屬/絕緣體/半導體等界面的勢壘高度、缺陷態密度在不同工作條件下的特性變化，揭示了缺陷態密度、接觸勢壘等與巨觀電學特性的密切聯繫，提出了降低缺陷態密度、改善器件異質結接觸特性的界面最佳化方案。研究結果綜合了微觀的能帶設計及巨觀的實驗表征，形成成像器件結構及界面最最佳化方案，為研製大面積、低成本、高解析度的新型有機/無機近紅外成像器件，提供了準確有效的理論依據和實驗驗證。發表論文16篇，其中SCI論文8篇，EI論文7篇；培養研究生5名；申請發明專利2項。
