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基于具有光倍增效应的双端有机光电探测器的高响应度有机图像传感器

DOI：10.1002/adma.201903687 期刊：Advanced Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 高响应性有机图像传感器对医学成像应用至关重要。要提升有机图像传感器的像素级光响应能力，需将有机光电探测器与放大器集成，或采用无需额外放大元件的高响应性有机光电探测器。垂直堆叠的双端有机光电倍增探测器因其简单的双端结构及固有的高响应特性，是实现高响应性有机图像传感器的有效方案。但目前尚未有采用有机光电倍增探测器的成像传感器阵列实例，其主要障碍在于暗电流相对较大导致的弱光灵敏度不足。本文提出一种基于单片垂直堆叠双端像素的高响应性有机图像传感器，通过采用具有光电倍增特性的垂直堆叠二极管型有机光电探测器像素实现。进一步优化注入电极并叠加整流层后，该双端器件在光照条件下同时展现出高响应度（>40 A W?1）、低暗电流及优异整流特性。基于该器件的极简架构有机图像传感器表现出卓越的像素光响应性能，即使在1 μW cm?2微弱光照下仍具备成像能力。
作者： Yi-Lin Wu，Kenjiro Fukuda，Tomoyuki Yokota，Takao Someya
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种基于单片垂直堆叠双端像素的高响应有机图像传感器，用于医学成像应用。

研究成果

研究人员开发出一种基于单片垂直堆叠双端像素的高响应性有机图像传感器，该传感器展现出高响应度（>40 A W?1）、低暗电流及高整流特性。即使在1 μW cm?2的微弱光照条件下，该传感器仍能呈现优异的像素光响应和弱光成像能力，有望实现高灵敏度且灵活的高分辨率成像应用。

研究不足

传感器阵列的主要障碍在于弱光灵敏度受限于相对较大的暗电流。响应速度可能由俘获电荷的传输速度主导，而通过所有层的均匀涂覆和电极方块电阻的降低，可进一步改善弱光条件下的均匀性。

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