有機(jī)和無(wú)機(jī)
納米材料的結(jié)合,以及全溶液制程的采用,實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧短波紅外成像儀。
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波長(zhǎng)紅外成像儀的興趣日益增長(zhǎng),與短波長(zhǎng)紅外成像儀在這一特定
光譜區(qū)域上的應(yīng)用日趨增多密不可分。商業(yè)上感興趣的波長(zhǎng)范圍是在約1.1µm的硅帶隙極限到2µm之間的波段,因?yàn)樗畬?duì)于這一光譜區(qū)域的吸收較小。用于短波長(zhǎng)紅外成像的光電
二極管通常是由鍺或化合物
半導(dǎo)體(如InGaAs)制成,而工藝復(fù)雜的量子井紅外光電探測(cè)器則用于多波長(zhǎng)探測(cè)。然而,由于制作探測(cè)器陣列要使用非硅半導(dǎo)體材料,因此高分辨率短波長(zhǎng)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(dǎo)體材料的供應(yīng)等一些關(guān)鍵限制因素,那么短波長(zhǎng)紅外成像就具有廣泛應(yīng)用的巨大潛力。
oILZgNe' 3:i@II 有機(jī)電子器件很有潛力成為固態(tài)器件的一種頗受關(guān)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(dǎo)體制成的有機(jī)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(jiǎn)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(jī)光電二極管的有效方法。[1]然而,對(duì)于波長(zhǎng)大于1µm的短波長(zhǎng)紅外成像應(yīng)用,低帶隙有機(jī)吸收體的吸收能力不足以制造短波長(zhǎng)紅外二極管。將納米晶半導(dǎo)體微粒作為短波長(zhǎng)紅外吸收體植入有機(jī)半導(dǎo)體陣列中,以此形成的混合物二極管兼具了有機(jī)電子器件和膠質(zhì)納米晶體的成本優(yōu)勢(shì)。將這些混合物有機(jī)光電二極管集成在非晶硅成像器底板上,形成一個(gè)用于短波長(zhǎng)紅外成像的平板成像器,其可用于產(chǎn)生視頻(見圖1)。[2]
9qG6Pb )Z9>$V$j k\GcHI- dlTt_. 圖1:以1310nm波長(zhǎng)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(xì)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。
膠質(zhì)量子點(diǎn)
[HZv8HU| .0]<k,JZZ 與固態(tài)器件相比,有機(jī)半導(dǎo)體聚合物或小分子具有很大的優(yōu)勢(shì),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(diào)節(jié)的光譜靈敏度。易加工的優(yōu)勢(shì)源自于這些半導(dǎo)體材料的全溶液制作過(guò)程——它們很容易溶解于一般有機(jī)溶劑中,因此可以采用
標(biāo)準(zhǔn)印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速而經(jīng)濟(jì)的器件加工。最近出現(xiàn)了聚合物短波長(zhǎng)紅外探測(cè)器的報(bào)道,但是其還沒有實(shí)現(xiàn)良好的二極管特性,在高反向偏壓下對(duì)于超過(guò)硅帶隙(約1100nm)波長(zhǎng)的探測(cè)效率也不高。[3]
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