有机无机杂化宽光谱探测器研究获进展

有机-无机杂化宽光谱探测器研究获进展

        近年来，有机-无机复合的光探测器以其低能耗，响应速度快，体积和重量显著减小，且易大面积生产，高机械柔性等特点引起人们的极大关注，同时，该器件在光通信，触感器，红外探测等军事和国民经济的各个领域有着广泛的应用。 由于该器件不仅结合的有机半导体易大规模生成，低成本，制备工艺简单，易调控，且具有特殊的机械灵活性的特性，同时，配合了无机半导体材料本身固有的高迁移率，良好的结晶性，较宽的光探测范围等特点，引起了研究者们的关注。

　　中科院半导体所超晶格国家重点实验室沈国震研究员与香港科技大学范智勇教授、华中科技大学朱明强教授等团队合作，设计了集有机物PCBM和无机Cd3P2纳米线的柔性有机无机杂化全光谱光电探测器。该研究首先采用化学气相沉积法合成了高质量的p型Cd3P2半导体纳米线，然后将其与n型有机半导体PCBM进行复合，形成具有p-n结结构的复合薄膜，最后采用传统的光刻工艺将其制备成具有p-n结的微纳光探器件。研究结果发现，单根纳米线光探测器具有良好的光响应范围(350~1300nm). 且相对于纯的Cd3P2纳米线和PCBM薄膜器件相比，复合后的PCBM：Cd3P2纳米线器件的光响应性能有了明显的增强，且其光导增益也有了明显的提高。此外，大面积的有机-无机复合光探器件也被组装到柔性的PET衬底上，结果显示，该种结构的器件对可见光有良好的响应，且呈现出优良的重复性和稳定性。经过不同程度和不同次数的弯折后，性能基本不受影响。这种光电探测器件的设计为无机纳米材料和有机半导体材料复合器件的组装和面向实用化的提供了一种良好的思路，同时也为纳米功能材料在微型的纳米光电器件方面应用提供了可借鉴的模型与方法。

　　该项工作是在国家自然科学基金等项目经费主要支持下完成的。相关成果发表在美国ACS期刊的ACS Nano (2014, 8, 787–796)上。