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Near‐Infrared Organic Phototransistors with p‐Channel Photosensitive Layers of Conjugated Polymer Composed of bis‐Octyldodecyl‐Diketopyrrolopyrrole and Benzothiadiazole Units
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-12-03 , DOI: 10.1002/aelm.202000932 Jisu Park 1 , Chulyeon Lee 1 , Taehoon Kim 1 , Hwajeong Kim 1, 2 , Youngkyoo Kim 1
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-12-03 , DOI: 10.1002/aelm.202000932 Jisu Park 1 , Chulyeon Lee 1 , Taehoon Kim 1 , Hwajeong Kim 1, 2 , Youngkyoo Kim 1
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A near‐infrared (NIR)‐absorbing conjugated polymer, poly[{2,5‐bis‐(2‐octyldodecyl)‐3,6‐bis‐(thien‐2‐yl)‐pyrrolo[3,4‐c]pyrrole‐1,4‐diyl}‐co‐{2,2′‐(2,1,3‐benzothiadiazole)‐5,5′‐diyl}] (PODTPPD‐BT), which is synthesized via a Stille coupling reaction, can play a dual role (charge transport and sensing) in NIR‐sensing organic phototransistors (OPTRs). The PODTPPD‐BT films, which feature two strong optical absorption peaks at wavelengths (λ) of 830 and 935 nm, possess a highly ordered crystalline state as evidenced by the synchrotron radiation grazing incidence X‐ray diffraction (GIXD) method. The OPTRs with the PODTPPD‐BT layers show typical p‐channel transistor behaviors in the dark, while their best dark performance is measured at a PODTPPD‐BT thickness (t) of 85 nm. The highest overall photocurrent is measured at t = 85 nm under illumination with three monochromatic NIR lights, while the highest photoresponsivity (RC) is obtained for the thickest PODTPPD‐BT layers (t = 145 nm). The flexible OPTRs with the PODTPPD‐BT layers demonstrate stable sensing characteristics upon optical on/off modulations using a high‐power NIR laser diode (λ = 905 nm) used for actual light detection and ranging (LiDAR) systems.
中文翻译：
由双辛基十二烷基二酮吡咯并吡咯和苯并噻二唑单元组成的共轭聚合物的p沟道光敏层的近红外有机光电晶体管
一种近红外（NIR）吸收共轭聚合物，聚[{2,5-双-（2-辛基十二烷基）-3,6-双-（噻吩-2-基）-吡咯并[3,4- c ]吡咯可以通过Stille偶联反应合成的‐1,4‐diyl } ‐co‐ {2,2′‐（2,1,3-苯并噻二唑）‐5,5′‐diyl}]（PODTPPD‐BT）在NIR感测有机光电晶体管（OPTR）中扮演双重角色（电荷传输和感测）。PODTPPD-BT膜在830和935 nm的波长（λ）处具有两个强烈的光吸收峰，并具有高度有序的晶态，这由同步辐射辐射掠入射X射线衍射（GIXD）方法证明。具有PODTPPD-BT层的OPTR在黑暗中表现出典型的p沟道晶体管行为，而其最佳黑暗性能是在PODTPPD-BT厚度（t85nm）。在 三个单色NIR照明下，在t = 85 nm处测得的最高总光电流，而对于最厚的PODTPPD-BT层（t = 145 nm）则获得了最高的光响应度（R C）。带有PODTPPD-BT层的柔性OPTR在使用用于实际光检测和测距（LiDAR）系统的高功率NIR激光二极管（λ= 905 nm）进行光学开/关调制时，表现出稳定的传感特性。
更新日期：2021-01-14
中文翻译：
由双辛基十二烷基二酮吡咯并吡咯和苯并噻二唑单元组成的共轭聚合物的p沟道光敏层的近红外有机光电晶体管
一种近红外（NIR）吸收共轭聚合物，聚[{2,5-双-（2-辛基十二烷基）-3,6-双-（噻吩-2-基）-吡咯并[3,4- c ]吡咯可以通过Stille偶联反应合成的‐1,4‐diyl } ‐co‐ {2,2′‐（2,1,3-苯并噻二唑）‐5,5′‐diyl}]（PODTPPD‐BT）在NIR感测有机光电晶体管（OPTR）中扮演双重角色（电荷传输和感测）。PODTPPD-BT膜在830和935 nm的波长（λ）处具有两个强烈的光吸收峰，并具有高度有序的晶态，这由同步辐射辐射掠入射X射线衍射（GIXD）方法证明。具有PODTPPD-BT层的OPTR在黑暗中表现出典型的p沟道晶体管行为，而其最佳黑暗性能是在PODTPPD-BT厚度（t85nm）。在 三个单色NIR照明下，在t = 85 nm处测得的最高总光电流，而对于最厚的PODTPPD-BT层（t = 145 nm）则获得了最高的光响应度（R C）。带有PODTPPD-BT层的柔性OPTR在使用用于实际光检测和测距（LiDAR）系统的高功率NIR激光二极管（λ= 905 nm）进行光学开/关调制时，表现出稳定的传感特性。
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