Skin-conformal MHz-speed organic photodetectors for angle-free and long-range near-infrared communication

作者
Jae Hyun Kim,Hyojeong Choi,Kenjiro Fukuda,Jaebin Jeong,Jun‐Gyu Choi,Sunghoon Lee,Tomoyuki Yokota,Sang Min Won,Joohoon Kang,Yei Hwan Jung,Jongin Hong,Seulki Song,Takao Someya,Hyeok Kim,Sungjun Park
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:16 (1): 11041-11041
标识
DOI:10.1038/s41467-025-66649-0
摘要

Near-infrared (NIR) organic photodetectors (OPDs) offer a promising platform for skin-integrated optical communication systems, but achieving high-speed operation under mechanical stress remains a central obstacle. Here, we report a skin-conformable OPD with a 3 μm total thickness that achieves a specific detectivity calculated from noise-equivalent power of 0.84 × 1014 Jones at 790 nm and a - 3 dB cut-off frequency exceeding 1 MHz, maintained under 66% compressive strain and sub-5 μm bending radius. This performance is enabled by an engineered Br-functionalized PACz hole transport layer, which facilitates efficient charge extraction without compromising mechanical resilience. When conformally mounted on human skin, the device supports angle-independent responsivity across a 0-90° range and enables wireless reception of audio-modulated signals from a 100 m distant source with a bit-error rate of 10-3. These results define a new performance regime for ultrathin, deformable NIR photodetectors by overcoming the trade-off between speed and flexibility, and demonstrate their scalable integration into skin-mounted, interactive communication systems.
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