اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/presentation1.pdf · response...

18
1 ستاد ا: نژادحمد آقای دکتر م دی ماه1395

Upload: others

Post on 12-Oct-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

1

آقای دکتر محمد نژاد: استاد

1395دی ماه

Page 2: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

داردوجودکربنآلیموادهمهدرمعدنیموادباآلیموادعمدهتفاوت

.سازدمیرامواداینمولکولهایاصلیاسکلتکربنازایزنجیرهو1ونانومتر750تقریباًبینموجیطولدارایقرمزمادونیافروسرختابش

.استمترمیلی

نوریکاربردهایبراینوریهایآشکارسازیالزمهNIR،پاسخباال،سرعت.استکوچکابعادوکمبایاسولتاژکم،تاریکجریانباال،دهی

2

مقدمه ای بر مواد و آشکارساز های نوری مادون قرمز

Page 3: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

مواد به کار رفته در آشکارساز های نوری

Si ،Ge ،GaAs ،InGaAs ،InGaAsP

آشکارساز های سیلیکونی•InGaAsآشکارساز های •

ارگانیکهای آشکارساز •

3

Page 4: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

آشکارساز نوری پلیمری با الیه فعال ناهمگون بالکPDDTT:PC60BM

( قابلیت آشکار سازی باال)400nm-900nmطیف پاسخدهی

Xiong Gong et al, Science 325, 2009. 4

بررسی چند آشکار ساز نوری مادون قرمز نزدیکمبتنی بر مواد آلی و معدنی

Page 5: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

𝑅 = 𝐽𝑝ℎ 𝐿𝑙𝑖𝑔ℎ𝑡پاسخ دهی جریان نوری

Xiong Gong et al, Science 325, 2009. 5

نوری پلیمری با الیه فعال ناهمگون بالک آشکارساز PDDTT:PC60BM

Page 6: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

جریان )باال برای به دست آوردن آشکارسازی باال نه تنها به پاسخ دهی نوری

(.مجریان تاریک ک)نیاز است بلکه نویز نیز باید کم باشد ( نوری باال

.iPPD1: ITO/PDDTT:PC60BM/Al

.iiPPD2: ITO/PEDOT/PDDTT: PC60BM/Al

.iiiPDD3: : ITO/PEDOT/PDDTT: PC60BM/C60/Al

.ivPDD4: : ITO/PEDOT/PVK/PDDTT: PC60BM/ C60/Al

.vPDD5: ITO/PEDOT/PS-TPD-PFCB/PDDTT: : PC60BM/ C60/Al

6

مقایسه چند ساختار برای دریافت بهترین نتایج

Page 7: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

7

مقایسه آشکارسازی آشکار ساز های نوری مادون قرمز آلی و معدنی

Xiong Gong et al, Science 325, 2009.

Page 8: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

1.3آشکارسازی نوری آلی که از یک پلیمر با پهنای باندev ساخته

.شده است

NEP = 𝑖𝑛 𝑅∆𝑓 1 2

0v 3.85 × 10−12𝑊 𝐻𝑧 −1 2

-5v 1.35 × 10−11𝑊 𝐻𝑧 −1 2

(𝞴=850nm , f=4KHz)

Yan Yao et al, Advanced Materials, 2007.8

NIR-PDآشکارساز NEPمحاسبه

Page 9: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

بر ساختار ناهمگون فتالوسیانینآشکارساز مبتنی/C60(Lead

phthalocyanine/C60 )مسطح .

EQE (0v) 19.7%

EQE (6v) 35.1%

2.34باالی جریان تاریک آشکارسازی × 1011𝐽𝑜𝑛𝑒𝑠 در بایاس صفر

9

االآشکارسازهای نوری مادون قرمز نزدیک ارگانیک با بازدهی ب

Page 10: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

ناهمگون ( آشکارساز)دستگاه یکAl/P-Si/TyP/Al به همراه ساختار مولکولیTyP.

Vedran –Derek et al, Appl. Phys., 2015.

10

ادغام نیمه هادی ارگانیک با نیمه هادی معدنی

Page 11: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

آشکارساز ساختار(InN/)poly(3-hexylthiophene)

900nm-1260nmپاسخدهی نوری

Wei-Jung Lai et al, Elsevier, 2010.11

آشکارساز نوری مادون قرمز نزدیک مبتنی بر ترکیب های د غیر ارگانیک پلیمر و نانومیله ایندیم نیتری/ارگانیک

Page 12: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

12Wei-Jung Lai et al, Elsevier, 2010.

InNو P3HTطیف جذب نوری NRها

InNیک دستگاه هیبرید I-Vمشخصه NRs/P3HT NIR(900nm<)در تاریکی و زیر روشنایی در ناحیه

Page 13: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

پارامتر مهم آشکارسازی(𝐷∗)

𝐷∗ = 𝑅 2𝑞𝐽𝑑 1 2

𝑅 = λ ∗ 𝐸𝑄𝐸/1240

800کاریموجطولدرnm1.10آشکارسازیولت،صفربایاسدرو× 1012𝐽𝑜𝑛𝑒𝑠50آنفعالناحیهضخامتکهدستگاهبرایnmباشدمی

مقدار،110nmاندازهبهفعالناحیهضخامتافزایشبا.استآمدهدستبه4.56بهویابدمیافزایشآشکارسازی × 1012𝐽𝑜𝑛𝑒𝑠رسدمی.

.وابسته استها به ضخامت الیه فعال PDآشکارسازی

13

آشکارساز های نوری مادون قرمز نزدیک ارگانیک پورفیرینمبتنی بر یک مولکول کوچک

Page 14: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

14

ها با ضخامت های متفاوت NIR-PDآشکارسازی های .فعالالیه

هایضخامتباهاNIR-PDبرایEQEطیفالیهجذبطیفداخلی،نمودار.فعالالیهمختلف

.دهدمینشانرامختلفهایضخامتبافعال

Lisheng Li et al, Journal of Materials Chemistry C, 2013.

Page 15: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

افزایش می یابد و جریان تاریک کاهش می یابد PD ،EQEبا افزایش ضخامت الیه فعال .یابدو در نتیجه آشکار سازی آشکارساز افزایش می

15

Page 16: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

Bو آشکارساز A(In0.90Gl0.10As )پاسخدهی اندازه گیری شده که توسط آشکار ساز طیف (In0.78Ga0.22As ) دهدمذکور گسترش پیدا کرده را در دمای اتاق نشان می.

Cheng Li et al, Elsevier, 2010.16

InGaAsآشکارساز نوری مادون قرمز

Page 17: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

بالکناهمگونفعالالیهباپلیمرینوریآشکارسازPDDTT:PC60BM

.(400nm-900nmپاسخدهیطیفوباالحساسیتوپاسخدهی)

فتالوسیانینناهمگونساختاربرمبتنیآشکارساز/C60(Lead

phthalocyanine/C60)بلوکهالیهوجود).استباالپاسخدهیدارایمسطح.(کاتدالیهوارگانیکفعالالیهبینحفرهکننده

ناهمگونآشکارسازAl/P-Si/TyP/Al(باتطبیققابلوهزینهکمCMOS.(2000nmتانوریپاسخدهیونهادیسیلیکون

آشکارساز(InN/)poly(3-hexylthiophene)(وسمیموادازاستفادهبدونترکیب.(900nm-1260nmنوریپاسخدهی

سازآشکارPorphyrin(380پاسخدهیnm-930nmازبزرگترآشکارسازیبا1012𝐽𝑜𝑛𝑒𝑠).

آشکار سازInGaAs( 6.6آشکار سازی در دمای اتاق× 109𝑐𝑚𝐻𝑧 1 2/𝑊.)17

جمع بندی

Page 18: اژن دمحم رتک یاقآ اتسا 1395 هام ی³مینار95/Presentation1.pdf · Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009. [3] Xing Wang et al, “Efficient

18

منابع[1] Yan Yao et al, “ Plastic Near-Infrared Photodetectors Utilizing Low Band Gap Polymer”, Advanced Materials, 2007

[2] Xiong Gong et al, “ High-Detectivity Polymer Photodetectors with Spectral Response from 300 nm to 1450 nm”, Science 325, 2009.

[3] Xing Wang et al, “Efficient organic near-infrared photodetectors based on lead phthalocyanine/C60 heterojunction”, Elsevier Organic Electronics, 2014.

[4] Vedran –Derek et al, “Enhanced near-infrared response of nano- and microstructured silicon/organic hybrid photodetectors”,APPLIED PHYSICS LETTERS, 2015.

[5] Wei-Jung Lai et al, “Near infrared photodetector based on polymer and indium nitride nanorod organic/inorganic hybrids”, Elsevier Scripta Materialia, 2010.

[6] M. Casalino, “Near-Infrared Sub-Bandgap All-Silicon Photodetectors: A Review”, International Journal of Optics and Applications, 2012.

[7] Lisheng Li et al, “High response organic near-infrared photodetectors based on a porphyrin small molecule”, Journal of Materials Chemistry C, 2013.