SCMs|高性能宽波段的有机光敏二极管及其在光谱仪中的应用

光谱仪是科研中应用最广泛的光学仪器之一，常用于测量和分析光谱成分。为了实现宽且连续的光谱响应范围，光谱仪需将多种不同波长响应范围的光敏二极管联合起来使用。近日，华南理工大学应磊副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，基于吸收光谱互补的设计思路将一种新型的窄带隙受体(COTIC-4Cl)与聚合物给体(PCE10)相结合，并引入PC71BM作为第三组分，开发了高性能宽波段的有机光敏二极管(OPD)。

基于三元混合的光探测器显示出300至1200 nm的宽光谱响应，超出了传统硅基光电二极管的响应范围(300–1100 nm)。此外，在波长1100 nm处，该器件表现出5 × 10¹² Jones的探测率和0.3 A W⁻¹的响应率，并且截止频率大于1 MHz，线性动态范围大于120 dB，是目前报道的OPD中性能最好的器件之一。

为了验证OPD在光谱仪中应用的可行性，将该器件用作光谱仪的关键部件，可以在300–1200 nm波长范围成功测量样品的吸收光谱。这些结果预示，高性能宽波段的OPDs在下一代光谱仪中的应用前景十分广阔。

图1 (a) OPD在光谱仪中的设置。(b)和硅基光谱仪的吸收光谱的对比。(c) 1070 nm，−0.1 V时，OPD光谱仪光强度依赖性。

文章信息

Zhiming Zhong, Feng Peng, Lei Ying, et al. Ternary organic photodiodes with spectral response from 300 to 1200 nm for spectrometer application. SCIENCE CHINA Materials, 2021, 10.1007/s40843-020-1639-x

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