Project R-8516

Titel

Blootleggen en verleggen van de fundamentele grenzen van nabij-infrarood fotodetectie op basis van organische halfgeleiders

Abstract

Infrarood-beeldsensoren 'spreken tot de verbeelding' wegens hun aantrekkelijke toepassingen in nachtkijkers en warmtedetectie. In de huidige technologie worden de detector en het uitleessysteem apart gefabriceerd en dan geïnterconnecteerd op het pixel-niveau. Dit is een tijdrovend proces, hetgeen resulteert in een lage doorvoercapaciteit, hoge kosten en een (daaruit voortvloeiende) gelimiteerde toegankelijkheid voor het brede publiek. Een monolithische aanpak waarbij de detectoren direct worden afgezet bovenop het elektronisch uitleessysteem kan een mogelijke oplossing bieden voor deze problemen. Pogingen om deze technologie te implementeren op basis van de huidige anorganische (lage bandkloof) absorberende materialen waren vooralsnog echter weinig succesvol, vnl. wegens problemen met de compatibiliteit tussen de twee lagen. In dit opzicht zijn organische halfgeleiders aantrekkelijker. Ze kunnen verwerkt worden vanuit oplossing bij lage temperatuur, afgezet worden op vrijwel alle soorten substraten en bieden bijkomende voordelen wat betreft flexibiliteit, robuustheid en duurzaamheid. Voor de detectie van licht in het UV-zichtbare golflengtegebied staan organische fotodetectoren momenteel reeds op hetzelfde niveau als hun anorganische tegenhangers. Jammer genoeg vertonen de meeste organische halfgeleiders een minieme absorptie in het nabij-infrarood (NIR). In dit project beogen we de synthese van nieuwe NIR-absorberende organische materialen voor (bulk heterojunctie en caviteit-gebaseerde) NIR fotodetectoren. Het voornaamste doel is om de fundamentele grenzen van fotodetectie op basis van organische halfgeleiders af te tasten, met een specifieke nadruk op het blootleggen van de relaties tussen ladingsoverdrachtstoestanden en de performantie-parameters van organische fotodetectoren.

Periode

01 januari 2018 - 31 december 2021