光電探測(cè)器作為智能光電系統(tǒng)的重要組成部分,已經(jīng)引起了多學(xué)科領(lǐng)域的極大關(guān)注。光電倍增對(duì)于高靈敏光電探測(cè)器來說是理想的;它可以避免使用復(fù)雜的前置放大器電路,進(jìn)一步簡化光電探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并降低成本,有利于集成光電子產(chǎn)品的發(fā)展。由于有機(jī)半導(dǎo)體材料具有大的激子結(jié)合能,有機(jī)光電探測(cè)器不可能通過利用無機(jī)探測(cè)器中碰撞電離以及雪崩效應(yīng)的機(jī)理來實(shí)現(xiàn)光電流的倍增。界面陷阱誘導(dǎo)電荷隧穿注入成為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的主要工作機(jī)制。本論文的研究工作以具有單載流子傳輸特性的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器為基礎(chǔ),從器件物理的角度出發(fā),通過界面工程、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料甄選,拓寬倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的響應(yīng)光譜、實(shí)現(xiàn)光譜響應(yīng)可調(diào)節(jié)的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器,并為實(shí)現(xiàn)具有單載流子傳輸特性的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器提供新的認(rèn)識(shí)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:（1）實(shí)現(xiàn)了可工作在雙向偏壓下的光譜響應(yīng)范圍可調(diào)的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器。該探測(cè)器在正向偏壓和反向偏壓下的倍增效應(yīng)都來源于界面陷阱誘導(dǎo)的量子隧穿;其EQE光譜對(duì)注入電極附近被俘獲光生電子分布具有依賴性。通過調(diào)控器件中光場(chǎng)分布及其注入電極附近被俘獲光生電子分布,可以實(shí)現(xiàn)寬響應(yīng)和窄響應(yīng)。（2）制... 

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
序言
1 引言
    1.1 光電探測(cè)器的研究背景
        1.1.1 有機(jī)光電探測(cè)器的研究現(xiàn)狀
        1.1.2 光電探測(cè)器分類與工作機(jī)理
        1.1.3 光電探測(cè)器的主要性能參數(shù)
    1.2 倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究進(jìn)展
        1.2.1 寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器
        1.2.2 窄響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器
    1.3 倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究趨勢(shì)
    1.4 本論文的選題依據(jù)與研究內(nèi)容
2 雙向偏壓下倍增型有機(jī)光電探測(cè)器
    2.1 雙向偏壓下寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究
        2.1.1 器件制備與表征
        2.1.2 基于不同ITO界面修飾層的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的J-V特性
        2.1.3 雙向偏壓下倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的工作機(jī)理與光譜響應(yīng)
        2.1.4 不同界面修飾層對(duì)有源層中分子排布與器件性能的影響
        2.1.5 雙向偏壓下寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的響應(yīng)度與探測(cè)度
    2.2 雙向偏壓下窄響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究
        2.2.1 器件制備與表征
        2.2.2 通過改變有源層厚度實(shí)現(xiàn)雙向偏壓下的窄響應(yīng)光譜
        2.2.3 雙向偏壓窄響應(yīng)對(duì)注入電極附近被俘獲光生電子分布的依賴性
        2.2.4 雙向偏壓下窄響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的性能參數(shù)
    2.3 雙向偏壓下寬響應(yīng)和窄響應(yīng)的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究
        2.3.1 器件制備與表征
        2.3.2 利用三元策略調(diào)控光場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)正向偏壓下寬響應(yīng)
        2.3.3 通過改變有源層厚度調(diào)控光場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)反向偏壓下窄響應(yīng)
        2.3.4 兼具寬響應(yīng)和窄響應(yīng)的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的性能參數(shù)
    2.4 本章小結(jié)
3 倍增型全聚合物光電探測(cè)器
    3.1 器件制備與表征
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與機(jī)理研究
        3.2.1 調(diào)控PBDB-T:PZ1比例優(yōu)化倍增型全聚合物光電探測(cè)器性能
        3.2.2 倍增型全聚合物光電探測(cè)器的工作機(jī)理與單載流子傳輸特性
        3.2.3 優(yōu)化的倍增型全聚合物光電探測(cè)器的主要性能參數(shù)
    3.3 本章小結(jié)
4 窄帶隙非富勒烯作陷阱的寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器
    4.1 基于單有源層的寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究
        4.1.1 器件制備與表征
        4.1.2 調(diào)控有源層中給受體比例優(yōu)化倍增型有機(jī)光電探測(cè)器響應(yīng)光譜
        4.1.3 單有源層寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的工作機(jī)理與響應(yīng)特性
        4.1.4 單有源層寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的主要性能參數(shù)
    4.2 基于雙有源層的寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的研究
        4.2.1 器件制備與表征
        4.2.2 調(diào)控各有源層厚度優(yōu)化倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的響應(yīng)光譜
        4.2.3 雙有源層倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的工作機(jī)理與響應(yīng)特性
        4.2.4 雙有源層倍增型有機(jī)光電探測(cè)器與單有源層有機(jī)光電探測(cè)器
        4.2.5 雙有源層寬響應(yīng)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的主要性能參數(shù)
    4.3 本章小結(jié)
5 基于雙給體體異質(zhì)結(jié)的倍增型有機(jī)光電探測(cè)器
    5.1 器件制備與表征
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與機(jī)理研究
        5.2.1 基于雙給體體異質(zhì)結(jié)的倍增型與二極管型有機(jī)光電探測(cè)器
        5.2.2 雙給體體異質(zhì)結(jié)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的主要性能參數(shù)
        5.2.3 雙給體體異質(zhì)結(jié)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的普適性研究
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Photomultiplication type all-polymer photodetectors with single carrier transport property[J]. Jianli Miao,Mingde Du,Ying Fang,Xiaoli Zhang,Fujun Zhang.  Science China（Chemistry）. 2019(12)
[2]Solvent additive-free ternary polymer solar cells with 16.27% ef?ciency[J]. Qiaoshi An,Xiaoling Ma,Jinhua Gao,Fujun Zhang.  Science Bulletin. 2019(08)
[3]11.2% Efficiency all-polymer solar cells with high open-circuit voltage[J]. Yuan Meng,Jingnan Wu,Xia Guo,Wenyan Su,Lei Zhu,Jin Fang,Zhi-Guo Zhang,Feng Liu,Maojie Zhang,Thomas P.Russell,Yongfang Li.  Science China（Chemistry）. 2019(07)

博士論文
[1]響應(yīng)范圍可調(diào)倍增型有機(jī)光電探測(cè)器的制備及機(jī)理研究[D]. 王文斌.北京交通大學(xué) 2019
[2]新型光電探測(cè)器的制備與機(jī)理研究[D]. 李凌亮.北京交通大學(xué) 2018

碩士論文
[1]基于P3HT：PC71BM體系光電倍增型探測(cè)器性能提升及響應(yīng)范圍拓展的研究[D]. 高米勒.北京交通大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3662122