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Partial Charge Transfer Complexes for Highly Efficient 2 µm Light Detection

delete2026-05-21
delete0
PRE
AI
M
Muhammad Ahsan Iqbal
房
房学谦 (Xueqian Fang) *
Y
Yasir Abbas
X
Xiaoliang Weng
N
Nayab Arif
M
Muhammad Younis
A
Aumber Abbas
T
Tingchao He
Y
Y. J. Zeng *
DOI:10.1002/lpor.202502528delete
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摘要

摘要

En 中文
在室温下实现飞瓦级灵敏度对有机短波红外(SWIR)光电探测器(PDs)而言仍是一项难以克服的挑战,限制了其在尖端成像和传感模式中的应用。当代有机SWIR PDs的固有缺陷,包括光谱吸收受限(> 1.0 µm)、外量子效率(EQE)降低以及探测率(D*)欠佳,均与窄带隙有机半导体中的陷阱诱导的非辐射复合密不可分。为克服这些局限性,我们采用原型有机部分电荷转移(PCT)复合物双-1,3-二噻吩-四氯-1,4-苯醌(BT–TCBQ),该复合物利用部分电荷定域化和低能量(< 0.7 eV)分子间电子跃迁。在此体系中,可通过静电调控的深陷阱态(由部分电荷定域化实现)放大光门控驱动的增益,而低能量光激活的离子供体-受体对建立非定域化传导通道,抑制载流子散射和约翰逊-尼奎斯特噪声。这种协同机制实现了室温下静电门控可调的操作,EQE约为103%,D*约为1011 Jones,在2.0 µm波长、0.1 V低偏压下响应时间为135 ms。我们创新性地部署PCT复合物,标志着单晶有机SWIR光电子学的重大进步,无需依赖混合结构,同时性能可与最先进的无机器件相媲美。
Keyword:
organic photodetector
partial charge transfer complexes
photogating
shortwave infrared

期刊

L
Laser & Photonics Reviews
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J
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