有機無機雜化寬光譜探測器研究獲進展

有機-無機雜化寬光譜探測器研究獲進展

        近年來，有機-無機復合的光探測器以其低能耗，響應速度快，體積和重量顯著減小，且易大面積生產，高機械柔性等特點引起人們的極大關注，同時，該器件在光通信，觸感器，紅外探測等軍事和國民經濟的各個領域有著廣泛的應用。 由于該器件不僅結合的有機半導體易大規模生成，低成本，制備工藝簡單，易調控，且具有特殊的機械靈活性的特性，同時，配合了無機半導體材料本身固有的高遷移率，良好的結晶性，較寬的光探測范圍等特點，引起了研究者們的關注。

　　中科院半導體所超晶格國家重點實驗室沈國震研究員與香港科技大學范智勇教授、華中科技大學朱明強教授等團隊合作，設計了集有機物PCBM和無機Cd3P2納米線的柔性有機無機雜化全光譜光電探測器。該研究首先采用化學氣相沉積法合成了高質量的p型Cd3P2半導體納米線，然后將其與n型有機半導體PCBM進行復合，形成具有p-n結結構的復合薄膜，最后采用傳統的光刻工藝將其制備成具有p-n結的微納光探器件。研究結果發現，單根納米線光探測器具有良好的光響應范圍(350~1300nm). 且相對于純的Cd3P2納米線和PCBM薄膜器件相比，復合后的PCBM：Cd3P2納米線器件的光響應性能有了明顯的增強，且其光導增益也有了明顯的提高。此外，大面積的有機-無機復合光探器件也被組裝到柔性的PET襯底上，結果顯示，該種結構的器件對可見光有良好的響應，且呈現出優良的重復性和穩定性。經過不同程度和不同次數的彎折后，性能基本不受影響。這種光電探測器件的設計為無機納米材料和有機半導體材料復合器件的組裝和面向實用化的提供了一種良好的思路，同時也為納米功能材料在微型的納米光電器件方面應用提供了可借鑒的模型與方法。

　　該項工作是在國家自然科學基金等項目經費主要支持下完成的。相關成果發表在美國ACS期刊的ACS Nano (2014, 8, 787–796)上。