Mitigating Dark Current for High-Performance Near-Infrared Organic Photodiodes via Charge Blocking and Defect Passivation

光电二极管 暗电流 材料科学 光电子学 响应度 光电探测器 钝化 量子效率 纳米技术 图层(电子)
作者
Weitao Yang,Weiming Qiu,Epimitheas Georgitzikis,Eddy Simoen,Jill Serron,Jiwon Lee,Itai Lieberman,David Cheyns,Paweł E. Malinowski,Jan Genoe,Hongzheng Chen,Paul Heremans
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (14): 16766-16774 被引量:70
标识
DOI:10.1021/acsami.1c02080
摘要

Thin-film organic near-infrared (NIR) photodiodes can be essential building blocks in the rapidly emerging fields including the internet of things and wearable electronics. However, the demonstration of NIR organic photodiodes with not only high responsivity but also low dark current density that is comparable to that of inorganic photodiodes, for example, below 1 nA cm–2 for silicon photodiodes, remains a challenge. In this work, we have demonstrated non-fullerene acceptor-based NIR photodiodes with an ultralow dark current density of 0.2 nA cm–2 at −2 V by innovating on charge transport layers to mitigate the reverse charge injection and interfacial defect-induced current generation. The same device also shows a high external quantum efficiency approaching 70% at 850 nm and a specific detectivity of over 1013 Jones at wavelengths up to 940 nm. Furthermore, the versatility of our approach for mitigating dark current is demonstrated using a NIR photodetector utilizing different non-fullerene systems. Finally, the practical application of NIR organic photodiodes is demonstrated with an image sensor integrated on a silicon CMOS readout. This work provides new insight into the device stack design of low-dark current NIR organic photodiodes for weak light detection.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123发布了新的文献求助10
1秒前
英姑应助zzzcx采纳,获得10
1秒前
大模型应助激动的一手采纳,获得10
4秒前
小唐发布了新的文献求助10
4秒前
欧阳振应助朴实思春采纳,获得10
5秒前
大个应助低温少年采纳,获得10
6秒前
ytt发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
zzzsss完成签到,获得积分10
8秒前
CodeCraft应助taotie采纳,获得10
8秒前
Archive关注了科研通微信公众号
8秒前
Agoni发布了新的文献求助10
10秒前
Guide_steps完成签到,获得积分10
11秒前
CC188838发布了新的文献求助10
12秒前
朴实思春完成签到,获得积分20
13秒前
木易发布了新的文献求助10
13秒前
mrright完成签到 ,获得积分10
13秒前
TRY完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
fanny发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
kkkkkoi发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
CAOHOU举报机灵的咖啡求助涉嫌违规
15秒前
彩虹猫之刃完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
坛子完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
victorzou发布了新的文献求助10
19秒前
暗能量发布了新的文献求助10
19秒前
嘟嘟完成签到,获得积分10
21秒前
利奈唑胺发布了新的文献求助10
21秒前
duohao2023发布了新的文献求助10
22秒前
lgf完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
无花果应助平凡日采纳,获得10
24秒前
24秒前
25秒前
低温少年发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 1000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3977986
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3522138
关于积分的说明 11211677
捐赠科研通 3259360
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1799602
邀请新用户注册赠送积分活动 878476
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806918