基于有机染料的三组分集成、超薄光传感器

中科院化学所有机固体重点实验室刘云圻、胡文平研究员等人使用苝酰亚胺、酞菁作为光导体和并五苯作为场效应管沟道活性层，成功地构筑了一种可识别灰度入射光的集成可见光传感器。该光传感器由两个有机光敏电阻串联而成的分压器（OPVD）作为感光元件，一个有机场效应管（OFET）作为读出/放大元件。

苝酰亚胺和酞菁分别作为经典的n型和p型有机染料，已成功地应用于有机光电二极管（OPDs）和有机电致发光二极管（OLEDs）中。经研究，该组分也能用于构筑高灵敏度的光敏电（OLDR）。他们发现，当金作为电极时，苝酰亚胺/酞菁异质结的光敏性强于单组分酞菁，且暗电阻大于后者。基于此，作者提出了基于两者串联形成的光敏分压器；它在暗态下输出低电压，光照下输出高电压。与以往文献中电导型光传感器（光敏元件串联与晶体管漏电极）相比，得益于分压器驱动有机场效应管跨导，使该结构同时实现了光信号灰度识别和电流信号放大，这是前者所不具备的；集成后的传感器在8.8 mW cm−2入射光强下，光暗电流开关比可达八个数量级（108）。另外，阵列化器件成功地应用于大面积成像，而且有潜力应用在执行器和驱动发光二极管领域。

不仅如此，基于他们以前开发的水浮法剥离、贴合超薄膜晶体管技术（Adv. Mater., 2010, 22, 3537；Adv. Mater., 2013, 25, 5791），作者制备且展示了厚度低至470 nm的有机超薄集成光传感器；在苛刻的挠曲环境下（挠曲半径5 微米）,独立的电子元件和像素仍能正常工作。该结果为塑料电子学中柔性光传感元件打下基础。相关结果发表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201503953）上。

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