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電気紡糸直接書き込み圧電光電子型柔軟光電検出器およびそのセンシング特性
DU Xianruo
,
WANG Junxiang
,
CHEN Ruixin
,
CHEN Huatan
,
ZHENG Gaofeng
,
DOI:
10.37188/OPE.20263401.0072
摘要
柔軟な光電検出器の性能は、微小ナノ光感受構造と柔軟基板間の界面結合の弱さ、暗電流の高さ、および消費電力の大きさによって制限されるため、圧電光電子効果に基づく性能強化戦略を提案した。電気紡糸直接書き込み技術を利用し、酸化亜鉛(ZnO)を主繊維、銅アンモニア錯体(Cu(NH
3
))(CN)を補助調整繊維とする二成分系を構築し、高度に制御されたZnO@(Cu(NH
3
))(CN多層ナノ繊維積層構造を作製した。この構造は繊維間の界面結合安定性を著しく強化し、積層界面で発生する圧電光電子効果を利用して接触界面に非対称バリアおよび内蔵電場を導入し、熱励起電子の移動を抑制してデバイスの暗電流を1.12×10
-
7
Aまで低減し、静的消費電力を大幅に削減した。積層層数(5~25層)を合理的に調整することで、デバイスのしきい値電圧を6~20 Vの範囲で調整可能にし、プログラム可能な論理制御能力を付与した。実験結果は、254nm紫外光照射下で検出器の応答度が13.3 A/W、応答時間および回復時間がそれぞれ11msと9msであり、優れた光学検出性能を示したことを示している。ZnOと(Cu(NH
3
))(CN)ナノ繊維の直交積層構造は、微視的電場制御および光電変換効率向上に著しい利点を持ち、低消費電力かつ高感度の柔軟な光電検出システムにおいて重要な応用可能性を有しており、次世代柔軟光電デバイスの設計に新たな視点を提供する。
关键词
電気紡糸直接書き込み;柔軟光電検出器;圧電光電子増強効果;光制御回路
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