Оптические сенсоры и преобразователи
Исследование влияния внедрения фталоцианина меди в качестве второго донора на характеристики фоточувствительных структур с объемным гетеропереходом на основе PCDTBT и PC$_{61}$BM
Н. А. Хоршев,
М. Д. Павлова,
И. А. Ламкин,
Е. Левин,
А. Э. Дегтерев,
С. А. Тарасов Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина), 197022 Санкт-Петербург, Россия
Аннотация:
Представлен процесс создания и исследование фоточувствительных структур на основе органического акцептора [6,6]-метилового эфира фенил-C
$_{61}$-масляной кислоты (PC
$_{61}$BM) и доноров поли[N-9"-гепта-деканил-2,7-кар-базол-альт-5,5-(4',7'-ди-2-тиенил- 2',1',3'-бензотиадиазола)] (PCDTBT) и фталоцианина меди (CuPc). Получены фоточувствительные структуры типа FTO/PCDTBT:PC
$_{61}$BM/InGaSn, спектральный отклик которых лежит в диапазоне от 450 до 750 nm, и FTO/PCDTBT:CuPc:PC
$_{61}$BM/InGaSn, для которых с помощью введения дополнительного донора удалось уширить спектральный отклик до диапазона от 400 до 850 nm. Сделано предположение об образовании дополнительных энергетических уровней в структуре и непрямозонных переходов между органическими донорами, вследствие чего происходит уширение спектрального отклика как в коротковолновой, так и в длинноволновой областях спектра. Почти в 3 раза увеличена максимальная чувствительность структуры вследствие увеличения количества эффективных путей переноса носителей заряда к контактам и уменьшения энергии потенциальных барьеров в структуре. Добавление в структуру дополнительного донора привело к увеличению токов обратной и прямой ветвей ВАХ, уменьшению уровня собственных шумов и увеличению тока короткого замыкания. Созданная в работе структура FTO/PCDTBT:CuPc:PC
$_{61}$BM/InGaSn обладает высоким потенциалом для создания высокоэффективных фотодетекторов видимого и ближнего инфракрасного диапазонов.
Ключевые слова:
фотодетекторы, органические полупроводники, фталоцианины, видимый диапазон, инфракрасное излучение.
Поступила в редакцию: 23.10.2023
Исправленный вариант: 21.11.2023
Принята в печать: 14.12.2023
DOI:
10.61011/OS.2023.12.57408.5683-23