| 991518 | 2010-03-31 14:47 |
混合物光電二極管實現(xiàn)低成本短波紅外成像Tobias Rauch, Sandro F. Tedde, O. Hayden 人們對于短波長紅外成像儀的興趣日益增長，與短波長紅外成像儀在這一特定光譜區(qū)域上的應用日趨增多密不可分。商業(yè)上感興趣的波長范圍是在約1.1µm的硅帶隙極限到2µm之間的波段，因為水對于這一光譜區(qū)域的吸收較小。用于短波長紅外成像的光電二極管通常是由鍺或化合物半導體（如InGaAs）制成，而工藝復雜的量子井紅外光電探測器則用于多波長探測。然而，由于制作探測器陣列要使用非硅半導體材料，因此高分辨率短波長紅外成像依舊成本高昂。如果能降低制造成本或解決低帶隙半導體材料的供應等一些關鍵限制因素，那么短波長紅外成像就具有廣泛應用的巨大潛力。 有機電子器件很有潛力成為固態(tài)器件的一種頗受關注且成本低廉的替代物。在可見光譜區(qū)成像中，由溶液半導體制成的有機電子器件已經(jīng)表現(xiàn)出了頗具前景的成像效果。最近的研究表明，工藝簡單的噴濺涂覆是批量制造具有高二極管整流和高量子效率的有機光電二極管的有效方法。[1]然而，對于波長大于1µm的短波長紅外成像應用，低帶隙有機吸收體的吸收能力不足以制造短波長紅外二極管。將納米晶半導體微粒作為短波長紅外吸收體植入有機半導體陣列中，以此形成的混合物二極管兼具了有機電子器件和膠質納米晶體的成本優(yōu)勢。將這些混合物有機光電二極管集成在非晶硅成像器底板上，形成一個用于短波長紅外成像的平板成像器，其可用于產生視頻（見圖1）。[2]  圖1：以1310nm波長輻照一只黑脈金斑蝶獲得的投影圖像（上圖，原物見小插圖）顯示了翅膀和觸角等一些細微特征。所采用的成像儀的分辨率為256×256像素，像素間距為154µm。二極管的截止頻率如波特圖（下圖）所示。 與固態(tài)器件相比，有機半導體聚合物或小分子具有很大的優(yōu)勢，包括可以制作大面積感光區(qū)、多種幾何自由度、低溫處理以及可調節(jié)的光譜靈敏度。易加工的優(yōu)勢源自于這些半導體材料的全溶液制作過程——它們很容易溶解于一般有機溶劑中，因此可以采用標準印刷技術實現(xiàn)快速而經(jīng)濟的器件加工。最近出現(xiàn)了聚合物短波長紅外探測器的報道，但是其還沒有實現(xiàn)良好的二極管特性，在高反向偏壓下對于超過硅帶隙（約1100nm）波長的探測效率也不高。[3] | |