用于低光环境下可见光及短波红外光选择性检测的自过滤型单片有机/硫化铅量子点光电探测器

《Nature Communications》：Self-filtering monolithic organic/PbS quantum dot photodetector for visible and short-wave infrared selective vision in low-light

　　

摘要

具有垂直堆叠光活性层的双模式光电探测器能够实现对其各组成光活性层的偏压控制下的选择性信号提取。从无创诊断到光学通信，这类探测器在需要高精度检测微弱光信号的应用中有着广泛用途，但其性能往往受到层间结构复杂性及噪声的影响。在此，我们提出了一种无需层间结构的单片有机/PbS光电探测器，该探测器能够在低噪声和低串扰的情况下实现可见光与短波红外的双模式工作。通过在有机层中引入垂直和横向的相位分离，可优化载流子运动机制，从而在无需额外层间结构的情况下获得高灵敏度，进而实现结构简单、能够高精度检测微弱信号的功能。这一策略可应用于多种光活性层组合，针对特定应用需求进行优化。通过单像素成像技术，即便在光强衰减的情况下，该探测器仍能重建出可见光及短波红外波段的高质量图像。此外，其双模式功能还可通过匹配器件正反面的特征来实现硅材料的对齐。