最新刊期
      2022 年 第 53 卷 第 4 期

        前言

      • 黄飞
        2022, 53(4): 1-2. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2022.22no4
          
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        发布时间：2024-10-08

        综述

      • 曹云皓,杨喜业,刘春晨,黄飞
        2022, 53(4): 307-330. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21391
        摘要：有机/聚合物光探测器因其具有响应光谱大范围可调、可制备柔性化器件以及可溶液加工等优势，受到研究人员的广泛关注. 随着近年来有机/聚合物光电材料体系的迅速发展，有机/聚合物光探测器的各项性能指标已经可以与商业化硅基光探测器媲美，甚至在短波红外光区的响应性能已经超越硅基光探测器，这使其显示出巨大的应用潜力. 特别是在医疗健康领域中，具有轻、薄、柔性等优势的有机/聚合物光探测器受到了广泛的关注，为新型便携式健康监测设备的发展提供了新的技术可能. 本文围绕有机/聚合物光探测器，综述了近年来有机/聚合物光探测器在医疗健康领域中的研究进展，并对与之相关的应用原理进行了分析与讨论，最后指出了有机/聚合物光探测器在医疗健康领域中的发展潜力，展望了其未来的发展.  
        关键词：有机/聚合物光探测器;光电高分子;光容积脉搏波描记法;健康监测;短波红外传感   
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        发布时间：2024-10-08
      • 王健,赵子进,杨凯旋,陈亮,刘明,张福俊
        2022, 53(4): 331-353. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21328
        摘要：介绍了倍增型有机光电探测器的发展、工作机理、性能调控及相关的应用探索. 2015年张福俊课题组以单载流子传输通道的给受体混合(质量比约为100:1)薄膜为有源层，率先报道了界面附近受陷电子诱导空穴隧穿注入的倍增型有机光电探测器，并抑制了器件的暗电流密度. 通过优化有源层厚度调控了界面附近受陷电荷的体分布，制备出超窄响应的倍增型有机光电探测器，并提出载流子注入窄化的新概念. 利用三元策略及双层策略，制备出了宽响应倍增型有机光电探测器. 利用光子俘获层调控器件的响应范围，以及利用倍增层获得了较大的外量子效率，将二极管型与倍增型器件的优势集中在一个器件中. 引入光学调控层或将宽带隙材料引入有源层中，调控界面附近受陷电子分布，优化了器件的光谱形状，进而制备出响应光谱宽且平的倍增型有机光电探测器. 将制备的倍增型有机光电探测器应用到心率监测、单像素成像及光开关等领域，取得较好的应用成果.  
        关键词：倍增型有机光电探测器;隧穿注入;外量子效率;响应范围   
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      • 郑英琦,陈勇杰,朱晓张
        2022, 53(4): 354-373. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21338
        摘要：光探测器是现代科学和工业体系的基础. 近红外光伏型有机光探测器因其制造成本低、柔性、质轻和可大面积制备等诸多特性及其在生物成像、质量检测、图像传感、光通信和夜间监控等方面的应用而受到广泛关注. 由于有机半导体材料高度可调的光学和电学特性，已经实现了窄带、低噪声、可见-近红外有机光探测器. 近红外光伏型有机光探测器的研究在国内外引起了广泛兴趣，中国学者对推动此研究领域的发展做出了巨大贡献，并在新型近红外有机材料及近红外有机光伏(光二极管)器件等方面取得了一系列重要的创新成果. 本文总结和评论了近红外光伏型有机光探测器的研究进展，并展望了其在近红外成像、生物医疗、光谱分析测试等领域的应用前景.  
        关键词：有机光探测器;有机光二极管;共轭高分子材料;共轭小分子材料;近红外响应   
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        发布时间：2024-10-08
      • 陈皓,黄辉
        2022, 53(4): 374-395. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21363
        摘要：大脑对视觉信息学习和记忆等功能的实现是通过视觉神经元调控突触权重进行的，对光响应的突触器件是实现低能耗人工视觉系统和神经形态计算的关键. 因此，近年来有机光电突触器件引起了学术界的广泛关注. 本文指出有机光电突触器件结合了有机光电探测器和有机忆阻器2个基本光电子器件功能，实现对光信息的传感和记忆，介绍了光电突触器件的基本性能和指标，随后结合器件结构综述了目前文章中实现光电突触性能的机理，分别为光诱导载流子的捕获和去捕获，持续光电导和光致化学反应/构象改变机理. 接下来从关联学习、图像记忆、图像识别和神经形态计算4个方面综述了有机光电突触器件的应用方向，最后总结了其目前存在的问题和挑战，并对未来发展趋势进行了展望. 作为有机电子学、神经形态学、微电子学等多学科交叉的研究方向，有机光电突触将逐步从单一器件走向大面积、大规模集成系统，大大促进人工智能领域的发展.  
        关键词：有机光电传感;神经突触;忆阻器;仿生视觉;人工智能   
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        发布时间：2024-10-08

        研究论文

      • 甄淳,李舒豫,张伊晗,李飞,姜梦佳,张小涛,胡文平
        2022, 53(4): 396-404. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21329
        摘要：以9,10-二苯乙炔基蒽(BPEA)作为给体分子，均苯四甲酸二酰亚胺(PMD)作为受体分子，通过溶液法制备了一种新型的电荷转移共晶BPEA-PMD. 共晶结构中，给受体分子以2:1的摩尔比呈现混合堆积模式. 通过一系列的表征，发现了其独特的光电性质，BPEA-PMD共晶分子表现出红色荧光发射特性并且兼具P型传输性能，其空穴迁移率可达8.33×10-2 cm2·V-1·s-1. 基于其优异的电学性能，制备了共晶光响应晶体管器件，其光响应度(R)为1.67×103 A·W-1，这证明了有机共晶在光电探测器方面的巨大应用潜力.  
        关键词：有机共晶;电荷转移;红色荧光;P型传输;光响应   
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      • 秦铭聪,李清源,张帆,匡俊华,刘凯,刘彦伟,朱明亮,赵志远,潘志超,边洋爽,郭云龙,刘云圻
        2022, 53(4): 405-413. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21334
        摘要：采用窄带隙给体材料DPPDTT和富勒烯衍生物受体PCBM共混作为活性层，制备了具有高激子分离和电荷传输效率的近红外有机光探测器件，并进一步采用窄带隙受体Y6代替PCBM制备一种“双窄带隙吸收”的异质结结构，在近红外区域的吸收叠加有效地增强了器件光响应能力. 最后，通过采用厚活性层、插入阻挡层以及制备倒置结构等方法，将器件的暗电流进一步降低1个数量级. 在850 nm，0.53 μW·cm-2的近红外光照射下，比探测率提升至8.28×1011 Jones. 同时，随着测量频率的提升，器件响应的速度和强度几乎没有发生变化，在120帧/秒的条件下仍表现出很好的循环稳定性. 研究结果表明该类器件在光电通信、近红外成像以及医疗生理检测等方向具有良好的应用前景.  
        关键词：窄带系DPP类聚合物;高性能;二极管;近红外有机光探测器   
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      • 解博名,张凯,李静雯,李力,宋煜,崔楠,白原青,黄飞
        2022, 53(4): 414-423. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21339
        摘要：近红外(NIR)窄带光电探测在机器视觉、医学检测、智能通信等领域具有重要应用. 本文提出了一种基于激子解离窄化机制的改进型层级器件结构，以实现响应峰值为940 nm的近红外窄带有机光电探测器(OPD). 系统研究表明，通过调节器件内部的陷阱态密度分布，可以有效地提高窄带探测器的外量子效率(EQE)峰值. 最终，基于双激子耗散层结构的器件在940 nm处达到了接近60%的峰值EQE，半峰宽为79 nm，峰值比探测率为2.3×1013 Jones. 所构筑的可见盲-近红外OPD对940 nm波段的辐射具有选择性响应，可自主屏蔽环境光干扰. 此外，基于该优化的器件结构制备了柔性窄带OPD，并在反射模式下利用光容积描记技术成功地实现了无创实时心率监测，证明了这种器件结构对于实现高性能窄带光电探测功能的适用性.  
        关键词：近红外;态密度;窄带光电探测器;柔性传感器   
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      • 潘幼文,陶利婷,高健,何程亮,刘智鑫,方彦俊,施敏敏,陈红征
        2022, 53(4): 424-432. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21340
        摘要：为了实现在近红外区的良好光电响应，设计合成了一种A-D-A型有机电子受体TCIC. 由于采用具有强醌式效应的噻吩[3,4-b]并噻吩单元为核，TCIC在780~1000 nm的近红外区具有强吸收以及合适的能级结构，可与常用的聚合物给体PCE10的吸收和能级相匹配. 于是，采用2种器件结构，制备了基于PCE10:TCIC共混膜的自供电式(0 V偏压下)有机光探测器，并发现，相比于正型器件，反型器件更有利于抑制暗电流与总噪声电流. 最终，反型器件在410~1000 nm的宽光谱范围内的比探测率均达到了1013 Jones以上，而且，在940 nm波长下，器件表现出超宽的线性动态范围(~180 dB)以及极快的响应速度(~6.5 μs)，这些指标都处于目前有机光探测器的最优行列. 所以，本工作为高性能近红外受体的分子设计提供了重要指导.  
        关键词：近红外电子受体;噻吩[3;4-b]并噻吩;有机光探测器;比探测率   
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      • 邱红,钟知鸣,李美静,应磊,俞钢,黄飞,曹镛
        2022, 53(4): 433-440. DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21350
        摘要：利用基于[1,2,3]三唑并[4,5-f]异吲哚-5,7(2H,6H)-二酮(TzBI)共轭聚合物PTzBI-Cl为给体，非富勒烯小分子Y6DT为受体，制备基于倒装结构的有机本体异质结光探测器. 基于高分子量聚合物PTzBI-Cl-H制备的器件比低分子量材料制备的器件具有更低的暗电流和更高的光探测性能. 通过对PTzBI-Cl:Y6DT进行薄膜厚度调控，在保持较高的外量子效率的同时显著地降低了暗电流密度，提高了器件探测率. 活性层厚度为330 nm时，光探测器在-0.1 V偏压下的暗电流为2.3×10-10 A·cm-2，在±2 V范围内整流比为106. 在-0.1 V偏压下器件在500~880 nm的工作波段的比探测率均高于1013 cm·Hz-1/2·W-1，最大值位于830 nm处达到6.1×1013 cm·Hz-1/2·W-1，R值为0.52 A·W-1，是目前报道的在830 nm波长二极管型倒装有机光探测最高值之一.  
        关键词：有机光探测器;近红外;分子量;厚膜器件   
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