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基于热活化延迟荧光材料的有机光电探测器任务书

 2020-07-01 09:07  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

紫外光探测器(ultraviolet photodetector,uvpd)在天文学、军事和环境监测等领域具有非常广泛的应用[1]。现有的uvpd生产材料主要局限于制备工艺复杂且成本高的无机半导体体系,并且器件对工作条件要求苛刻[2-4]。相反,有机uvpd可以大面积制备且可在各种基板上(如柔性)上沉积,方便与光子器件结合做成集成电路和可携带的器件。另外有机材料在紫外区具有较强的吸收,近年来国内外科研人员开展了大量有机uvpd的研究[5, 6]。目前,有机uvpd的响应度和探测率均已达到或超过日常应用的无机uvpd水平[1]。然而,相对于无机uvpd,有机器件的响应时间和带宽以及耐辐射性仍有待于提升。为了更为有效的分解光生激子,有机uvpd常采用给受体混合(d:a)结构[6]。这种结构不仅可以提供大量有利于激子发生电荷转移(ct)和解离的异质结界面,还有利于电子和空穴的平衡传输[1]。值得注意的是,d:a结构在光照下产生的激子可以通过ct过程形成分子间激基复合物(少数能级结构不合适的除外)[7]。近年来在有机电致发光领域针对激基复合物的研究表明,激基复合物是一类具有很高的光致发光效率(pl效率)的激发态[8]。这是因为激基复合物常具有热活化延迟荧光(tadf)属性:当激发态的电子和空穴轨道交叠很小时,体系具有较小的单重态和三重态能量差,三重态激发态可以吸收室温热量通过反向系间窜越跃迁至单重态激发态并发出延迟荧光[8, 9]。该延迟荧光寿命长达微秒量级,直接制约了基于d:a结构的uvpd器件的响应时间和带宽。因此,借鉴近年来tadf领域对ct态发光动力学过程的研究经验,重新优化uvpd器件性能是很有必要的。

本课题拟在uvpd器件中引入激发态淬灭剂,通过研究uvpd器件的eqe和响应时间与tadf激发态寿命之间的关系,阐明基于tadf材料的uvpd器件的优化思路,对实现高性能uvpd器件给出理论指导。

要求学生:1,掌握有机光电探测器件的制备方法;2,设计并开展实验,制备含有给受体材料的光电探测器件;3,表征给受体材料作为活化层的探测器的光电性能;4,结合给受体材料的tadf性质优化探测器件;5,整理实验结果和资料,按照规范要求书写完成毕业论文。

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2. 参考文献

[1] baeg kj, binda m, natali d, caironi m, noh yy. organic light detectors: photodiodes and phototransistors[j]. advanced materials, 2013, 25(31): 4267.

[2] sandvik p, brown d, fedison j, matocha k, kretchmer j. dual-sic photodiode devices for simultaneous twoband detection[j]. journal of the electrochemical society, 2005, 152(3): g199.

[3] jhou yd, chang sj, su yk, lee yy, liu ch, lee hc. gan schottky barrier photodetectors with sin/gan nucleation layer[j]. applied physics letters, 2007, 91(10): 103506.

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3. 毕业设计(论文)进程安排

起讫日期

设计(论文)各阶段工作内容

备 注

20171228-20180113

查找相关的文献资料,了解有机光电探测器件结构和原理。写出开题报告

20180114-20180218

学习有机光电探测器件的制备方法

20180219-20180331

完成器件的制备、表征和优化

20180401-20180430

表征材料和器件的TADF性质

20180501-20180515

结合TADF性质对光电探测器件进行优化

20180516-20180531

整理实验数据和结果并且完成论文初稿

20180601-20180610

完成论文改稿,完成PPT

20180611-20180615

参加答辩

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