Détecteur photoélectrique flexible piézo-optoélectronique par filage électrostatique direct et ses caractéristiques de détection

DU Xianruo ,  

WANG Junxiang ,  

CHEN Ruixin ,  

CHEN Huatan ,  

ZHENG Gaofeng ,  

摘要

Face aux limitations de performance des détecteurs photoélectriques flexibles dues à la faible liaison d'interface entre les structures photoréactives micro-nanométriques et le substrat flexible, au courant d'obscurité élevé et à la forte consommation d'énergie, une stratégie d'amélioration des performances basée sur l'effet piézo-optoélectronique est proposée. Une technique de filage électrostatique direct est utilisée pour construire un système bicomposant où la fibre principale est composée d'oxyde de zinc (ZnO) et la fibre de régulation auxiliaire est un complexe cuivre-ammoniaque (Cu(NH3))(CN), préparant une structure multicouche empilée de nanofibres ZnO@(Cu(NH3))(CN) hautement contrôlable. Cette structure renforce significativement la stabilité du couplage inter-fibres et utilise l'effet piézo-optoélectronique aux interfaces d'empilement pour introduire une barrière de potentiel asymétrique et un champ électrique intégré, inhibant la migration des électrons excitée thermiquement, réduisant ainsi le courant d'obscurité du dispositif à 1,12×10-7 A et diminuant nettement la consommation d'énergie statique. En régulant raisonnablement le nombre de couches empilées (5~25 couches), la tension de seuil du dispositif peut être réglée dans la plage de 6~20 V, lui conférant une capacité de contrôle logique programmable. Les résultats expérimentaux montrent qu'à une irradiation UV de 254 nm, le détecteur atteint une responsivité de 13,3 A/W avec un temps de réponse et de récupération de 11 ms et 9 ms respectivement, démontrant une excellente performance de détection optique. La structure empilée orthogonale des nanofibres ZnO et Cu(NH3))(CN) présente des avantages significatifs dans le contrôle du champ électrique microscopique et l'amélioration de l'efficacité de conversion photoélectrique, ayant un potentiel d'application important dans les systèmes de détection photoélectriques flexibles à faible consommation et haute réactivité, fournissant une nouvelle perspective pour la conception de dispositifs photoélectriques flexibles de nouvelle génération.

关键词

filage électrostatique direct; détecteur photoélectrique flexible; effet d'amplification piézo-optoélectronique; circuit contrôlé par lumière

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