Étude d’un détecteur photoélectrique flexible piézo-photélectronique à écriture électrofilée et de ses caractéristiques de détection

DU Xianruo ,  

WANG Junxiang ,  

CHEN Ruixin ,  

CHEN Huatan ,  

ZHENG Gaofeng ,  

摘要

Les détecteurs photoélectriques flexibles montrent un large potentiel d’application dans les domaines de l’électronique portable, de l’imagerie courbée et des capteurs intelligents. Cependant, leurs performances sont souvent limitées par l’interface faible entre les structures photosensibles micro-nano et le substrat flexible, un courant d’obscurité élevé et une consommation d’énergie importante. Cet article propose une stratégie d’amélioration des performances basée sur l’effet piézo-photélectronique. En utilisant la technique d’écriture électrofilée, un système bicomposant est construit avec des fibres principales en oxyde de zinc (ZnO) et des fibres de régulation auxiliaires en complexe cuivre-ammoniaque (Cu(NH3)(CN)), aboutissant à la fabrication d’une structure empilée multicouche de nanofibres ZnO@(Cu(NH3)(CN)) hautement contrôlée. Cette structure renforce significativement la stabilité du couplage aux interfaces entre fibres et exploite l’effet piézo-photélectronique généré aux interfaces d’empilement pour introduire une barrière asymétrique et un champ électrique interne au niveau de l’interface de contact, inhibant efficacement la migration des électrons générés thermiquement et réduisant le courant d’obscurité de l’appareil à 1,12×10⁻⁷ A, ce qui diminue notablement la consommation statique. Grâce à une régulation raisonnable du nombre de couches d’empilement (5 à 25 couches), la tension de seuil de l’appareil est ajustable entre 6 et 20 V, lui conférant une capacité de contrôle logique programmable. Sous illumination UV de 254 nm, la détectivité atteint 13,3 A/W, avec un temps de réponse et de récupération respectivement de 11 ms et 9 ms, démontrant d’excellentes performances optiques de détection. L’étude montre que la structure empilée orthogonale des nanofibres ZnO et (Cu(NH3)(CN)) présente des avantages notables en contrôle microscopique des champs électriques et en amélioration de l’efficacité de conversion photoélectrique, possédant un potentiel d’application important dans les systèmes de détection photoélectriques flexibles à faible consommation et à haute sensibilité, offrant une nouvelle approche pour la conception des dispositifs photoélectriques flexibles de nouvelle génération.

关键词

Effet d’amélioration piézo-photélectronique; écriture électrofilée; détecteur photoélectrique flexible; circuit de contrôle optique

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