Estudio del detector fotoeléctrico flexible piezo-fotoelectrónico escrito por electrohilado y sus características de detección

DU Xianruo ,  

WANG Junxiang ,  

CHEN Ruixin ,  

CHEN Huatan ,  

ZHENG Gaofeng ,  

摘要

Los detectores fotoeléctricos flexibles muestran amplias perspectivas de aplicación en electrónica portátil, imágenes curvas y sensores inteligentes. Sin embargo, su rendimiento suele estar limitado por la débil unión entre las estructuras fotosensibles micro-nano y el sustrato flexible, la alta corriente oscura y el alto consumo de energía. Este trabajo propone una estrategia de mejora del rendimiento basada en el efecto piezo-fotoelectrónico. Mediante la técnica de escritura electrohilada se construyó un sistema bicomponente con fibras principales de óxido de zinc (ZnO) y fibras auxiliares reguladoras de complejo de cobre amoniaco (Cu(NH3)(CN)), fabricando una estructura apilada altamente controlada de nanofibras ZnO@(Cu(NH3)(CN)). Esta estructura mejora significativamente la estabilidad del acoplamiento en la interfaz entre fibras y utiliza el efecto piezo-fotoelectrónico generado en la interfaz apilada para introducir una barrera asimétrica y un campo eléctrico interno en la interfaz de contacto, suprimiendo eficazmente la migración de electrones estimulados térmicamente y reduciendo la corriente oscura del dispositivo a 1.12×10⁻⁷ A, reduciendo notablemente el consumo estático. Mediante la regulación razonable del número de capas apiladas (5~25 capas), se logra ajustar el voltaje umbral del dispositivo en un rango de 6~20 V, dotándole de capacidad de control lógico programable. Bajo la iluminación ultravioleta de 254 nm, el detector alcanza una responsividad de 13.3 A/W, con tiempos de respuesta y recuperación de 11 ms y 9 ms respectivamente, mostrando un rendimiento óptico excelente. El estudio demuestra que la estructura apilada ortogonal de nanofibras ZnO y (Cu(NH3)(CN)) presenta ventajas significativas en el control microscópico del campo eléctrico y la mejora de la eficiencia de conversión fotoeléctrica, con un importante potencial de aplicación en sistemas fotoeléctricos flexibles de bajo consumo y alta respuesta, proporcionando una nueva idea para el diseño de dispositivos fotoeléctricos flexibles de próxima generación.

关键词

Efecto de mejora piezo-fotoelectrónico; electrohilado; detector fotoeléctrico flexible; circuito de control óptico

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