Fototransistores orgânicos (OPTs) são amplamente utilizados no monitoramento ambiental / de saúde, comunicação quântica, sensoriamento químico / biomédico, controle remoto, vigilância, e sensores de imagem, uma vez que são leves, baixo custo, altamente eficiente e amigo do ambiente.

O efeito da carga interfacial é crucial para OPTs de alta sensibilidade. OPTs convencionais em camadas e híbridos sofrem de compensações no equilíbrio da separação, transporte, e recombinação de cargas fotogeradas.

O Prof. Li Jia e Gao Yuanhong dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências e seus colaboradores desenvolveram uma nova arquitetura de camadas híbridas para melhorar o desempenho geral de fotodetecção de fototransistores orgânicos, aproveitando simultaneamente as vantagens da carga. efeito de aprisionamento e transporte de portadores eficiente. Suas descobertas foram publicadas em Materiais avançados .

A estrutura do novo fototransistor de camada híbrida (HL-OPT) consiste em uma camada de canal de semicondutor orgânico de alta mobilidade para transporte rápido de portadores, uma camada fotoativa de heterojunção orgânica em massa (BHJ), e uma camada intermediária inorgânica ultrafina imprensada no meio.

Excitons gerados na camada fotoativa dissociados em elétrons e buracos no doador / aceitador BHJ. Os elétrons gerados foram prontamente capturados pelos aceptores próximos e buracos foram injetados na camada do canal para aumentar a concentração de portadores.

Uma camada intermediária inorgânica foi escolhida para melhorar ainda mais a injeção do orifício e bloquear os elétrons, subsequentemente suprimindo a recombinação elétron-buraco. Como resultado, combinando as virtudes do efeito de captura de carga e transporte rápido da portadora, O aprimoramento significativo no desempenho geral de fotodetecção foi obtido com o HL-OPT.

Para avaliar as aplicações potenciais do HL-OPT de alto desempenho, os pesquisadores fabricaram os dispositivos em substratos flexíveis e confirmaram sua excelente flexibilidade. Enquanto isso, os dispositivos também foram integrados em uma matriz unidimensional e demonstraram a confiabilidade do HL-OPT em sistemas de imagens fotossensíveis. "Esses testes bem-sucedidos tornam o HL-OPT particularmente atraente para aplicações em dispositivos optoeletrônicos flexíveis e vestíveis, "disse o Prof. Li.

Este trabalho fornece novos insights sobre o design e otimização de fotodetectores de alto desempenho, abrangendo as faixas de ultravioleta e infravermelho próximo, e sugere tópicos fundamentais relativos às propriedades eletrônicas e fotônicas dos dispositivos.

"Outro ponto interessante é que este fotodetector orgânico pode ser potencialmente fabricado usando técnicas de impressão, o que reduziria ainda mais o custo de processamento, "disse Li." Espero que este trabalho possa fornecer ao mercado uma solução promissora para fotodetectores, combinando alto desempenho e baixo custo. "