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光电探测器是利用光电效应,将光信号转化为电信号的器件。相比于无机光电探测器,有机光电探测器(Organic photodetector,OPD)的各参数性能不断提升,而且有机光电探测器具有质量轻、可弯曲、易于大面积生长、可直接利用有机材料本身对不同波长的光具有选择吸收的性质等优点,使其在柔性器件、可穿戴设备以及短程光纤通信等领域具有无可比拟的优势。本文研究的OPD主要应用到短程通信,将OPD作为接收端,可以实现光电信号的转换。红光在光纤中有较低的损耗窗口,所以研究红光OPD对于全有机光纤通信具有十分重要的现实意义。本文选择了最常见的红光OPD结构:CuPc/C60平面异质结结构开始研究,并且从降低暗电流和提高响应度的角度出发,具体工作如下:(1)采用带有rrO阳极的玻璃作为衬底,利用热蒸发技术生长基于CuPc/C60的平面异质结OPD,并为了平衡CuPc对光的吸收效率和激子传输来优化CuPc的厚度,生长40 nm的C60,当CuPc厚度为60 nm时,光电流最大。(2)进一步对基于CuPc/C60的平面异质结进行优化来降低暗电流。为了减小暗电流,探究Ir(ppz)3对器件性能改善的影响,生长了 ITO/CuPc(60nm)/C60(40nm)/Ir(ppz)3(2nm)/Al器件。相比于未加入缓冲层Ir(ppz)3器件,暗电流降低了 6%,明暗电流比提高了 10.7%。接下来探究不同厚度Ir(Ppz)3对器件性能的影响,生长了 ITO/CuPc(60 nm)/C60(40 nm)/Ir(ppz)3(z nm)/Al一组器件,这组五个器件的z分别为0,0.5,2.5,5,10nm,通过测试发现,随着Ir(ppz)3厚度的增加,器件的暗电流越来越低。当Ir(ppz)3为0.5nm时,由于缓冲层太薄不能有效抑制暗电流,当Ir(ppz)3为10 nm时,光生电子也不足以通过隧穿作用穿过缓冲层。研究发现,自Ir(ppz)3为5nm时,器件的综合性能最优,此时器件的暗电流为 0.09 mA/cm2,响应度为 322 mA/W。(3)在柔性PET衬底上生长未加修饰层的结构为ITO/CuPc(60 nm)/C60(40 nm)的OPD,我们在阳极一侧引入Pentacene来替代相同厚度的CuPc,巧妙利用CuPc的双载流子传输特性,及其HOMO、LUMO居中的材料能级结构,设计了一个具有级状能级结构的OPD。用6 nm的Pentacene替代6nm的CuPc,相比于未用Pentacene替代的器件,响应度提高了19.7%。我们将在玻璃衬底上加了 5 nm Ir(ppz)3缓冲层的OPD结构生长到柔性PET上,并且进一步改善柔性OPD的性能,在C60中插入了 5 nm的Pentacene形成新的异质结,在3 V反偏压下,尽管器件的响应度有微弱的降低,由77 mA/W降低至68 mA/W,但是暗电流密度由0.1 mA/cm2降低至0.04 mA/cm2改善更加明显,明暗电流比也得到提高,我们还做了弯曲测试,性能良好,为获得便携式全有机图像传感器打下基础。