Detector fotoeléctrico flexible piezoelectro electrónico de electrohilado directo y sus características de sensibilidad

DU Xianruo ,  

WANG Junxiang ,  

CHEN Ruixin ,  

CHEN Huatan ,  

ZHENG Gaofeng ,  

摘要

Dado que el rendimiento de los detectores fotoeléctricos flexibles está limitado por la débil unión en la interfaz entre la estructura fotosensible micro-nano y el sustrato flexible, así como por la alta corriente oscura y el gran consumo de energía, se propone una estrategia de mejora del rendimiento basada en el efecto piezoelectro fotoeléctrico. Utilizando la técnica de electrohilado directo, se construye un sistema bicomponente con fibras principales de óxido de zinc (ZnO) y fibras auxiliares de regulación de complejos de cobre-amoniaco (Cu(NH3))(CN), preparando una estructura apilada multicapa de nanofibras ZnO@ (Cu(NH3)(CN) altamente controlada. Esta estructura mejora significativamente la estabilidad del acoplamiento en la interfaz de las fibras y utiliza el efecto piezoelectro fotoeléctrico generado en la interfaz apilada para introducir una barrera asimétrica y un campo eléctrico incorporado en la interfaz de contacto, suprimiendo la migración de electrones excitados térmicamente y reduciendo la corriente oscura del dispositivo a 1,12×10^{-7} A, reduciendo significativamente el consumo estático. Mediante un control razonable del número de capas apiladas (5~25 capas), se logra ajustar el voltaje umbral del dispositivo entre 6~20 V, otorgándole capacidad lógica programable. Los resultados experimentales muestran que bajo iluminación ultravioleta de 254 nm, la detectividad del detector alcanza 13,3 A/W, con tiempos de respuesta y recuperación de 11 ms y 9 ms respectivamente, exhibiendo un rendimiento óptico excelente. La estructura apilada ortogonal de nanofibras ZnO y (Cu(NH3))(CN) presenta una ventaja significativa en la regulación del campo eléctrico microscópico y la mejora de la eficiencia de conversión fotoeléctrica, con un potencial importante para aplicaciones en sistemas flexibles de detección fotoeléctrica de bajo consumo y alta respuesta, proporcionando nuevas ideas para el diseño de dispositivos fotoeléctricos flexibles de próxima generación.

关键词

Electrohilado directo; detector fotoeléctrico flexible; efecto piezoelectro fotoeléctrico mejorado; circuito de control óptico

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