具有光电倍增效应的C60基光电探测器的研究.pdf

广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文,是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除已特别加以标注和致谢的地方外,论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料。与我一同工作的同事对本论文的研究工作所做的贡献均己在论文中作了明确说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品,知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于:口保密,在年解密后适用授权。留不保密。(请在以上相应方框内打“√”)日期:7,,oJg,曲,c7日期≯钙,ob,:******@,能够对微弱光信号进行探测和接收的高灵敏光电探测器尤其重要。利用光电倍增效应是实现高灵敏光电器件的一种重要途径。在无机半导体内的光电倍增效应是由碰撞电离产生的,使得其光电倍增器件具有很大的噪声,极大地限制了它们在实际中的应用。有机光电探测器具有一些无机光电探测器无可比拟的优点,例如,可在柔性基体上加工、低成本、易加工、宽光谱响应以及小的噪声等。研究具有光电倍增效应的有机光电器件,对制各出高灵敏度、柔性、低价以及宽光谱响应的新一代光电探测器具有指导性的作用。本文采用传统的有机太阳能电池三明治器件结构:氧化铟锡/聚3,:聚苯乙烯磺酸/富勒烯/铝(ITO/PEDOT:PSS/C60/A1),成功地制备了具有光电倍增效应的C60基光电探测器。,最佳器件的外量子效率(externalquantumefficiency,EQE)达到了16000%,暗电流达到了10’5mA/cm2,光暗电流之比达到了104,×1013cmHz忱/W,上升时间为6肛s,下降时间为8¨s。。用界面载流子捕获模型来解释C60基光电探测器的光电倍增机制,实验结果与理论模型相符合。研究了不同活性层厚度和不同功函电极对器件性能的影响,来探讨器件的光电倍增机制,结果发现它与界面载流子捕获模型相一致。通过在C60T基光电探测器的PEDOT:PSS与C60之间插入一层很薄的聚3-己基噻吩(poly3-hexylthiophene,P3HT)层,试图破坏该界面的空穴捕获态,来研究C60基光电探测器的光电倍增机制。结果发现,插入P3HT层使得器件EQE降低,这可能是由于P3HT/C60界面间形成的异质结以及P3HT层增加电子从阳极注入的难度所致。研究表明,PEDOT:PSS/C60界面捕获空穴是C60基光电探测器光电倍增的起因。同时,研究了ITO修饰层(PEDOT:PSS)退火处理和C60不同蒸发沉积速率及沉积稳定性对器件性能的影响,指出了成功制备具有光电倍增效应的C60基光电探测器的关键之处。最后,研究了高、低电导率PEDOT:PSS来制备C60基光电探测器的区别,指出了高电导率PEDOT:PSS不适合来制作该器件。关键词光电倍增效应有机光电探测器外量子效率富勒烯STUDYONPHOTODETECTORSEXHIBITINGPHOTOMUIJIPLICATIONEFFECTBASEONC60ABSTRACTItisespeciallyimportanttodetectandreceivefeeblelightsignalforahigh‘,SOthatitsphotomultiplierdevicespossesstoomuchnoise,,forexample,processingonaflexiblesubstrate,low—cost,easyprocessing,widespectralresponse,