一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法

本申请实施例涉及光电探测，具体而言，涉及一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法。

背景技术：

1、窄带光电探测器是能够对窄光谱范围(响应半峰宽小于100nm)的光信号进行特异性探测的光电转换器件，在光通讯、医学检测、环境监测、国防等领域具有十分广泛且重要的应用。

2、目前实现窄带光电探测的途径主要有两种：一个是通过具有滤光作用的外置滤光片将非探测波段的光信号进行选择性滤除，以实现对目标探测范围高光谱抑制比的光响应。这种方法的特点是外置滤光片只起到物理滤光的作用，不参与器件内部光电信号的转化，且精密复杂的外置滤光片结构(单层或多层)不仅使探测器的可靠性降低，还增加了器件的制造成本和集成应用的复杂度。

3、另一类方法是在器件内部进行功能层设计，通过光场分布调控、载流子行为调控或电场调制调控等手段，实现对光信号向电信号的特异性转化，实现窄带探测。比较有代表性的策略有电荷收集窄化(ccn)、电荷注入窄化(cin)、激子解离窄化(edn)等。这些策略的特点是在器件结构上进行设计，如ccn需要厚的活性层；cin在活性层中引入陷阱，并需要大电压调制；edn需要构建特定的给受体界面。

4、而这些具有高度代表性的特征结构在一定程度上也就限制了策略的普适性，且基于这些策略制备的器件很难具有较高的光谱抑制比，这对于降低噪声信号串扰，提升窄带光电探测器信噪比是一个巨大的难题。

技术实现思路

1、本申请实施例在于提供一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法，旨在降低窄带光电探测器使用时的噪声信号串扰，提高窄带光电探测器的信噪比。

2、本申请实施例第一方面提供一种光致诱导窄带光电探测器，其特征在于，包括：

3、基底；

4、阳极，设置在所述基底的一侧；

5、空穴传输层，设置在所述阳极背离所述基底的一侧；

6、光诱导复合滤光层，设置在所述空穴传输层背离所述阳极的一侧；

7、光响应层，设置在所述光诱导复合滤光层背离所述空穴传输层的一侧；

8、阴极，设置在所述光响应层背离所述光诱导复合滤光层的一侧；

9、其中，所述光诱导复合滤光层吸收的光的波长范围与所述光响应层吸收的光的波长范围不同，且所述光诱导复合滤光层的电子传导率大于所述光响应层的电子传导率。

10、可选地，所述光诱导复合滤光层包括单层结构或多层结构。

11、可选地，所述光诱导复合滤光层的材料包括钙钛矿材料、有机材料或无机材料。

12、可选地，所述光诱导复合滤光层吸收的光的波长小于所述光响应层吸收的光的波长。

13、可选地，所述光响应层的材料的带隙小于所述光诱导复合滤光层的材料的带隙。

14、可选地，所述光响应层为有机给受体共混薄膜，其中，所述给体材料包括d18、pm6、pbqx-tf、ptb7-th中的至少一种，所述受体材料包括cotic-4f、ieico-4f、btp-ec9、l8-bo、it-4f中的至少一种。

15、本申请实施例第二方面提供一种光致诱导窄带光电探测器的使用方法，应用于如本申请实施例第一方面提供的光致诱导窄带光电探测器，所述光致诱导窄带光电探测器包括基底、阳极、空穴传输层、光诱导复合滤光层、光响应层和阴极，所述使用方法包括：

16、提供目标信号光；

17、将所述目标信号光从所述阳极入射至所述光致诱导窄带光电探测器内；

18、利用所述光致诱导窄带光电探测器对所述目标信号光产生的电信号进行探测。

19、可选地，在利用所述光致诱导窄带光电探测器对所述目标信号光产生的电信号进行检测的步骤之前，所述使用方法还包括：

20、提供诱导光，并将所述诱导光从所述阳极入射至所述光致诱导窄带光电探测器内，利用所述光诱导复合滤光层对所述诱导光进行吸收产生自由载流子；

21、其中，所述诱导光的波长大小在所述光诱导复合滤光层吸收的光的波长范围内。

22、可选地，所述诱导光包括单色光或多色光。

23、可选地，所述诱导光的亮度为大于或等于0mw/cm2，且小于或等于100mw/cm2。

24、有益效果：

25、本申请提供一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法，通过设置基底、阳极、空穴传输层、光诱导复合滤光层、光响应层和阴极，其中，光诱导复合滤光层吸收的光的波长与光响应层吸收的光的波长不同，且光诱导复合滤光层的电子传导率大于光响应层的电子传导率；这样，在将目标信号光入射至光电探测器内时，光诱导复合滤光层会将目标信号光中的噪声信号光吸收并产生电荷载流子，这部分电荷载流子会通过光响应层流向阴极，此时由于光诱导复合滤光层的电子传导率大于光响应层的电子传导率，因此这部分电荷载流子通过光响应层的速率会大大降低；这样，目标信号光中的噪声信号光对于最终探测结果的影响便会降低，从而降低了窄带光电探测器使用时的噪声信号串扰，提高窄带光电探测器的信噪比。

技术特征：

1.一种光致诱导窄带光电探测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光致诱导窄带光电探测器，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的光致诱导窄带光电探测器，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的光致诱导窄带光电探测器，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的光致诱导窄带光电探测器，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的光致诱导窄带光电探测器，其特征在于：

7.一种光致诱导窄带光电探测器的使用方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的光致诱导窄带光电探测器，所述光致诱导窄带光电探测器包括基底、阳极、空穴传输层、光诱导复合滤光层、光响应层和阴极，所述使用方法包括：

8.根据权利要求7所述的光致诱导窄带光电探测器的使用方法，其特征在于，在利用所述光致诱导窄带光电探测器对所述目标信号光产生的电信号进行检测的步骤之前，所述使用方法还包括：

9.根据权利要求8所述的光致诱导窄带光电探测器的使用方法，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的光致诱导窄带光电探测器的使用方法，其特征在于：

技术总结
本申请实施例提供一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法，包括：基底；阳极，设置在基底的一侧；空穴传输层，设置在阳极背离基底的一侧；光诱导复合滤光层，设置在空穴传输层背离阳极的一侧；光响应层，设置在光诱导复合滤光层背离空穴传输层的一侧；阴极，设置在光响应层背离光诱导复合滤光层的一侧；其中，光诱导复合滤光层吸收的光的波长范围与光响应层吸收的光的波长范围不同，且光诱导复合滤光层的电子传导率大于光响应层的电子传导率。通过本申请实施例提供的一种光致诱导窄带光电探测器及其使用方法，可以降低窄带光电探测器使用时的噪声信号串扰，提高窄带光电探测器的信噪比。

技术研发人员：赵谡玲,张宇,宋丹丹,乔泊,梁志琴,徐征
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16