Project R-12154

Titel

Ontwerp en synthese van organische halfgeleiders voor nabijinfrarood fotodetectie met bulk heterojunctie organische caviteiten

Abstract

Het mengen van organische donor- en acceptormaterialen leidt tot intermoleculaire ladingstransfertoestanden (charge transfer of CTtoestanden) met extra optische overgangen. In organische zonnecellen spelen deze CT-toestanden een belangrijke rol en limiteren ze het voltage. Wegens haar extreem zwakke natuur blijft directe intermoleculaire CT-absorptie vaak onopgemerkt en het wordt dan ook niet gebruikt voor het genereren van een fotostroom. De verwaarloosbare externe quantumefficiëntie (EQE) in het spectrale CT-gebied kan echter substantieel verhoogd worden via het gebruik van optische caviteiten, hetgeen nauwe-band detectie met een significante EQE toelaat met resonantiegolflengten reikend tot in het nabij-infrarood (NIR). De brede spectrale afstemming d.m.v. eenvoudige variatie van de caviteitsdikte maakt deze technologie erg geschikt voor goedkope, geïntegreerde (spectroscopische) NIRfotodetectie. Ondanks het potentieel van dit innovatieve concept is er nog bijkomend strategisch onderzoek nodig om de device-output te optimaliseren en haar limieten te bepalen. In mijn doctoraatsproject zal de nadruk liggen op de synthese van (hoge HOMO) donor- en (lage LUMO) acceptormaterialen, analyse van de blends en hun toepassing in cavity devices, terwijl meer diepgaande (foto)fysische studies uitgevoerd worden door collega's. Het doel is om structuurfotodetector relaties te ontrafelen en zodanig een substantiële bijdrage te leveren tot de commercialisatie van NIR-fotodetectoren.

Periode

01 november 2021 - 31 oktober 2023