Fe2O3介导的光电流调制效应在有机光电二极管中实现增强选择性检测

《Journal of Materials Chemistry C》：Fe2O3-Mediated photocurrent modulation effect for enhanced selective detection in organic photodiodes

有机光探测器中3 nm厚Fe?O?层通过反向偏置下的双向载流子传输抑制暗电流并增强蓝/红外选择性光响应。原子层沉积制备的Fe?O?在阈值电压下通过内建电场调控光电流流动，相比PEDOT:PSS基器件实现更优特定波段检测性能。

　　

有机光电探测器在性能上取得了显著进展，这得益于它们通过分子结构控制实现了出色的灵敏度和狭窄的响应范围。本研究探讨了通过原子层沉积法制备的均匀Fe₂O₃层在有机光电二极管中的应用，重点研究了这些层在反向偏压条件下对光电流放大的作用。Fe₂O₃是一种具有间接带隙的半导体氧化物，通过控制其厚度来最小化电荷复合现象。由于Fe₂O₃在绿光照射下产生的光生载流子的寿命较短，它们会与活性层中的载流子发生复合，从而实现了对光的选择性。这种效应源于活性层和Fe₂O₃中的双向电荷传输。J-V特性表明，具有3纳米Fe₂O₃层的二极管能够显著降低暗电流，并表现出调制行为，这与具有较厚Fe₂O₃层的二极管不同。在ITO/Fe₂O₃界面，内建电势会阻止光电流流动，直到达到某一阈值电压。与基于PEDOT:PSS的器件相比，由于选择性光电流的产生和暗电流的减少，该器件在蓝光和红外区域的探测性能得到了提升。本研究提出了一种有效的方法：通过引入Fe₂O₃层来调节现有活性层的光电流。