p Uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), A Coreia do Sul desenvolveu fototransistores orgânicos de alto desempenho (OPTs) com base em nanofios orgânicos monocristalinos de canal n. A pesquisa foi publicada recentemente em Materiais Funcionais Avançados . p Os fototransistores são transistores nos quais a intensidade da luz incidente pode modular a densidade do portador de carga no canal. Comparado com fotodiodos convencionais, os fototransistores permitem um controle mais fácil da sensibilidade de detecção de luz sem problemas como o incremento de ruído. Contudo, Até a presente data, a pesquisa se concentrou principalmente em OPTs de filme fino, e OPTs em nanoescala raramente foram relatados.

p OPTs têm muitas vantagens intrínsecas sobre suas contrapartes inorgânicas, como a sintonia química de propriedades optoeletrônicas por design molecular e alto potencial de baixo custo, leve, aplicações flexíveis.

p Os nanofios / microfios monocristalinos (NWs / MWs) baseados em semicondutores orgânicos têm atraído grande interesse recentemente, pois são blocos de construção promissores para várias aplicações eletrônicas e optoeletrônicas. Em particular, OPTs com base em NWs / MWs monocristalinos podem produzir maior sensibilidade à luz do que suas contrapartes em massa. Além disso, sua unidimensional, A natureza intrinsecamente livre de defeitos e altamente ordenada permitirá uma compreensão mais profunda dos mecanismos fundamentais de geração e transporte de carga em OPTs, enquanto permite a fabricação de baixo para cima de nanodispositivos optoeletrônicos.

p Prof. Joon Hak Oh e Hojeong Yu, trabalhando na UNIST, junto com o Prof. Zhenan Bao na Universidade de Stanford, EUA, trabalharam em fototransistores orgânicos de nanofio monocristalino de canal n (NW-OPTs) e observaram um aumento significativo na mobilidade do portador de carga de NW-OPTs.

p Prof. Oh disse, "O desenvolvimento de OPTs com base em NWs / MWs semicondutores orgânicos monocristalinos de canal n é altamente desejável para a fabricação de baixo para cima de circuitos fotoeletrônicos semelhantes a semicondutores de óxido de metal complementar (CMOS), que oferece várias vantagens, como alta estabilidade operacional, fácil controle de tensões de comutação, alta fotossensibilidade e responsividade. "

p As características fotoeletrônicas dos NW-OPTs monocristalinos, como a fotorresponsividade, a proporção de troca de fotos, e o ganho fotocondutivo, foram analisados ​​a partir das características I-V juntamente com a irradiação de luz e comparados com aqueles de dispositivos de filme fino depositados a vácuo. As eficiências quânticas externas (EQEs) também foram investigadas para os NW-OPTs e OPTs de filme fino. Além disso, eles calcularam o acúmulo de carga e as taxas de liberação de armadilhas profundas, e investigou os efeitos da intensidade da luz incidente em suas propriedades fotoeletrônicas.

p Um aumento de mobilidade é observado quando a densidade de potência óptica incidente aumenta e o comprimento de onda da fonte de luz corresponde à faixa de absorção de luz do material fotoativo. A taxa de foto comutação é fortemente dependente da densidade de potência óptica incidente, enquanto a fotorresponsividade é mais dependente de combinar o comprimento de onda da fonte de luz com a faixa máxima de absorção do material fotoativo.

p NW-OPTs com base em semicondutor de canal n, N, N '-bis (2-feniletil) -perileno-3, 4:9, Diimida 10-tetracarboxílica (BPE-PTCDI), exibiram valores de eficiência quântica externa (EQE) muito mais altos (≈7900 vezes maiores) do que OPTs de filme fino, com um EQE máximo de 263 000%. Este fenômeno resultou da natureza monocristalina intrinsecamente livre de defeitos dos BPE-PTCDI NWs. Além disso, uma abordagem foi concebida para analisar os comportamentos de transporte de carga usando taxas de acumulação / liberação de carga de armadilhas profundas sob o interruptor liga / desliga de fontes de luz externas.

p "Nossa abordagem para cálculos de taxa de acumulação / liberação de carga pode fornecer um entendimento fundamental sobre as variações da densidade do portador de carga sob irradiação de luz, que subsequentemente permite um estudo aprofundado de OPTs, "disse o Prof. Oh, "Portanto, os NW-OPTs monocristalinos orgânicos são uma alternativa altamente promissora aos fotodiodos convencionais do tipo de filme fino, e pode efetivamente pavimentar o caminho para a miniaturização de dispositivos optoeletrônicos. "