基于稀土配合物的有机光盲型紫外探测器

引用本文: 李凌亮, 张福俊, 王梓轩, 安桥石, 王健, 徐征. 基于稀土配合物的有机光盲型紫外探测器[J]. 物理化学学报, 2013, 29(12): 2624-2629. doi: 10.3866/PKU.WHXB201310301 shu

Citation: LI Ling-Liang, ZHANG Fu-Jun, WANG Zi-Xuan, AN Qiao-Shi, WANG Jian, XU Zheng. Organic Visible-Blind Ultraviolet Photodetectors Based on Rare Earth Complex[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(12): 2624-2629. doi: 10.3866/PKU.WHXB201310301 shu

基于稀土配合物的有机光盲型紫外探测器

基金项目:
高等学校基本科研业务基金(2013JBZ004) (2013JBZ004)

北京市自然科学基金(2122050) (2122050)

国家自然科学基金(613770029)资助项目 (613770029)

摘要:

使用二苯甲酰甲烷-二苯菲罗啉-铕(Eu(DBM)₃BPhen)作为电子给体和[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯([60]PCBM)作为电子受体制备了一种新型的有机光盲型紫外探测器. 在光强为2.1 mW·cm^-2且波长为360 nm的紫外光照射下, 获得了26 mA·W^-1的响应度和9.1%的外量子效率, 这是由于Eu(DBM)₃BPhen 的强紫外光吸收能力和长达300 μs 的激子寿命使得给受体界面处具有较高的激子解离率. 在把[60]PCBM掺入Eu(DBM)₃BPhen 后, 观察到了明显的光致发光猝灭和光电导现象. 由于材料较低的载流子迁移率和受陷激子的缓慢释放, 在紫外光照射关闭后, 观察到了较强的持续光电导现象.

关键词:

English

Organic Visible-Blind Ultraviolet Photodetectors Based on Rare Earth Complex

1.
Key Laboratory of Luminescence and Optical Information, Ministry of Education, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, P. R. China
Received Date: 29 July 2013
Available Online: 28 November 2013
Fund Project:
高等学校基本科研业务基金(2013JBZ004)

北京市自然科学基金(2122050)

国家自然科学基金(613770029)资助项目

Abstract:

Anew type of organic visible-blind ultraviolet (UV) photodetector based on tri(dibenzoylmethane)(4, 7-biphenyl-1,10-phenanthroline)europium (Ⅲ) [Eu(DBM)₃BPhen] as an electron donor and [6,6]-phenyl-C-61-butyric acid methyl ester ([60]PCBM) as an electron acceptor was fabricated. A peak response of 26 mA·W^-1 and external quantum efficiency of 9.1% were obtained under illumination with 360 nm UV light at 2.1 mW·cm^-2. This was because of the high UV absorption of Eu(DBM)₃BPhen and the long lifetime, 300 μs, of Eu³⁺ ions, resulting in high exciton dissociation efficiency. Distinct photoluminescence quenching and photoconductivity of Eu(DBM)₃BPhen were obtained by doping with [60]PCBM. A strong persistent photoconductivity was observed, which could be attributed to low charge carrier transportation and slow release of trapped exciton states in the blend films after the UV light is turned off.

Key words:

1. [1]
  
  (1) Forrest, S. R. Nature 2004, 428, 911. doi: 10.1038/nature02498
  (1) Forrest, S. R. Nature 2004, 428, 911. doi: 10.1038/nature02498
2. [2]
  (2) ng, X. O.; Tong, M. H.; Park, S. H.; Liu, M.; Jen, A.; Heeger,A. J. Sensors 2010, 10, 6488. doi: 10.3390/s100706488(2) ng, X. O.; Tong, M. H.; Park, S. H.; Liu, M.; Jen, A.; Heeger,A. J. Sensors 2010, 10, 6488. doi: 10.3390/s100706488
3. [3]
  (3) Wu, S. H.; Li,W. L.; Chu, B.; Lee, C. S.; Su, Z. S.;Wang, J. B.;Ren, Q. J.; Hu, Z. Z.; Zhang, Z. Q. Appl. Phys. Lett. 2010, 97,023306. doi: 10.1063/1.3463483(3) Wu, S. H.; Li,W. L.; Chu, B.; Lee, C. S.; Su, Z. S.;Wang, J. B.;Ren, Q. J.; Hu, Z. Z.; Zhang, Z. Q. Appl. Phys. Lett. 2010, 97,023306. doi: 10.1063/1.3463483
4. [4]
  (4) Zhu, L.; Dai, Q.; Hu, Z. F.; Zhang, X. Q.;Wang, Y. S. Opt. Lett.2011, 36, 1821. doi: 10.1364/OL.36.001821(4) Zhu, L.; Dai, Q.; Hu, Z. F.; Zhang, X. Q.;Wang, Y. S. Opt. Lett.2011, 36, 1821. doi: 10.1364/OL.36.001821
5. [5]
  (5) Zhu, L.;Wang,W. S.; Yao, Z. G.; Zhang, X. Q.;Wang, Y. S.IEEE Trans. Electron Devices 2012, 59, 3583. doi: 10.1109/TED.2012.2219864(5) Zhu, L.;Wang,W. S.; Yao, Z. G.; Zhang, X. Q.;Wang, Y. S.IEEE Trans. Electron Devices 2012, 59, 3583. doi: 10.1109/TED.2012.2219864
6. [6]
  (6) Zhang, J. L.; Nan, Y. X.; Li, H. G.; Qiu,W. M.; Yang, X.;Wu,G.; Chen, H. Z.;Wang, M. Sensors and Actuators B: Chemical2012, 162, 321. doi: 10.1016/j.snb.2011.12.088(6) Zhang, J. L.; Nan, Y. X.; Li, H. G.; Qiu,W. M.; Yang, X.;Wu,G.; Chen, H. Z.;Wang, M. Sensors and Actuators B: Chemical2012, 162, 321. doi: 10.1016/j.snb.2011.12.088
7. [7]
  (7) Kalyani, N. T.; Dhoble, S. J. Renewable & Sustainable Energy Reviews 2012, 16, 2696. doi: 10.1016/j.rser.2012.02.021(7) Kalyani, N. T.; Dhoble, S. J. Renewable & Sustainable Energy Reviews 2012, 16, 2696. doi: 10.1016/j.rser.2012.02.021
8. [8]
  (8) Canzler, T.W.; Kido, J. Org. Electron 2006, 7, 29. doi: 10.1016/j.orgel.2005.10.004(8) Canzler, T.W.; Kido, J. Org. Electron 2006, 7, 29. doi: 10.1016/j.orgel.2005.10.004
9. [9]
  (9) Zhang, F. J.; Zhuo, Z. L.; Zhang, J.;Wang, X.; Xu, X.W.;Wang, Z. X.; Xin, Y. S.;Wang, J.;Wang, J.; Tang,W. H.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Solar Energy Materials and Solar Cells 2012, 97,71. doi: 10.1016/j.solmat.2011.09.006(9) Zhang, F. J.; Zhuo, Z. L.; Zhang, J.;Wang, X.; Xu, X.W.;Wang, Z. X.; Xin, Y. S.;Wang, J.;Wang, J.; Tang,W. H.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Solar Energy Materials and Solar Cells 2012, 97,71. doi: 10.1016/j.solmat.2011.09.006
10. [10]
  (10) Zhang, F. J.; Xu, X.W.; Tang,W. H.; Zhang, J.; Zhuo, Z. L.;Wang, J.;Wang, J.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Solar Energy Materials and Solar Cells 2011, 95, 1785. doi: 10.1016/j.solmat.2011.02.002(10) Zhang, F. J.; Xu, X.W.; Tang,W. H.; Zhang, J.; Zhuo, Z. L.;Wang, J.;Wang, J.; Xu, Z.;Wang, Y. S. Solar Energy Materials and Solar Cells 2011, 95, 1785. doi: 10.1016/j.solmat.2011.02.002
11. [11]
  (11) Zhuo, Z. L.; Zhang, F. J.; Lv, Y. G.; Xu, Z.; Lu, L. F.; Li, J. M.;Wang, Y. S. Phys. Scr. 2010, 82, 055703. doi: 10.1088/0031-8949/82/05/055703(11) Zhuo, Z. L.; Zhang, F. J.; Lv, Y. G.; Xu, Z.; Lu, L. F.; Li, J. M.;Wang, Y. S. Phys. Scr. 2010, 82, 055703. doi: 10.1088/0031-8949/82/05/055703
12. [12]
  (12) Li, B.; Ma, D. G.; Zhang, H. J.; Zhao, X. J.; Ni, J. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 1998, 14, 305. [李斌, 马东阁, 张洪杰,赵晓江, 倪嘉缵. 物理化学学报, 1998, 14, 305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19980404(12) Li, B.; Ma, D. G.; Zhang, H. J.; Zhao, X. J.; Ni, J. Z. Acta Phys. -Chim. Sin. 1998, 14, 305. [李斌, 马东阁, 张洪杰,赵晓江, 倪嘉缵. 物理化学学报, 1998, 14, 305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB19980404
13. [13]
  (13) Huang, L.; Cheng, L.; Yu, H.; Zhou, L.; Sun, J.; Zhong, H.; Li,X.; Zhang, J.; Tian, Y.; Zheng, Y.; Yu, T.;Wang, J.; Chen, B.Physica B: Condensed Matter 2011, 406, 2745. doi: 10.1016/j.physb.2011.04.019(13) Huang, L.; Cheng, L.; Yu, H.; Zhou, L.; Sun, J.; Zhong, H.; Li,X.; Zhang, J.; Tian, Y.; Zheng, Y.; Yu, T.;Wang, J.; Chen, B.Physica B: Condensed Matter 2011, 406, 2745. doi: 10.1016/j.physb.2011.04.019
14. [14]
  (14) Huang, L.; Cheng, L.; Yu, H.; Zhang, J.; Zhou, L.; Sun, J.;Zhong, H.; Li, X.; Tian, Y.; Zheng, Y.; Yu, T.; Li, C.; Zhong, H.;Liu,W.; Zhang, L.;Wang, J.; Chen, B. Opt. Commun. 2012,285, 1476. doi: 10.1016/j.optcom.2011.10.006(14) Huang, L.; Cheng, L.; Yu, H.; Zhang, J.; Zhou, L.; Sun, J.;Zhong, H.; Li, X.; Tian, Y.; Zheng, Y.; Yu, T.; Li, C.; Zhong, H.;Liu,W.; Zhang, L.;Wang, J.; Chen, B. Opt. Commun. 2012,285, 1476. doi: 10.1016/j.optcom.2011.10.006
15. [15]
  (15) Zhuo, Z. L.; Zhang, F. J.; Xu, X.W.;Wang, J.; Lu, L. F.; Xu, Z.Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 875. [卓祖亮, 张福俊, 许晓伟, 王健, 卢丽芳, 徐征. 物理化学学报, 2011, 27, 875.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20110414(15) Zhuo, Z. L.; Zhang, F. J.; Xu, X.W.;Wang, J.; Lu, L. F.; Xu, Z.Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 875. [卓祖亮, 张福俊, 许晓伟, 王健, 卢丽芳, 徐征. 物理化学学报, 2011, 27, 875.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20110414
16. [16]
  (16) Kajii, H.; Katsura, A.; Ohmori, H.; Sato, Y.; Hamasaki, T.;Ohmori, Y. J. Non-Cryst. Solids 2012, 358, 2504. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2011.12.097(16) Kajii, H.; Katsura, A.; Ohmori, H.; Sato, Y.; Hamasaki, T.;Ohmori, Y. J. Non-Cryst. Solids 2012, 358, 2504. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2011.12.097
17. [17]
  (17) Li, Y. F. Accounts of Chemical Research 2012, 45, 723. doi: 10.1021/ar2002446(17) Li, Y. F. Accounts of Chemical Research 2012, 45, 723. doi: 10.1021/ar2002446
18. [18]
  (18) Cai, S.; Parish, G.; Dell, J. M.; Nener, B. D. J. Appl. Phys. 2004,96, 1019.(18) Cai, S.; Parish, G.; Dell, J. M.; Nener, B. D. J. Appl. Phys. 2004,96, 1019.
19. [19]
  (19) Verbakel, F.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 102103. doi: 10.1063/1.2345612(19) Verbakel, F.; Meskers, S. C. J.; Janssen, R. A. J. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 102103. doi: 10.1063/1.2345612
20. [20]
  (20) Reyes, P. I.; Ku, C. J.; Duan, Z. Q.; Xu, Y.; Garfunkel, E.; Lu, Y.C. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 031118. doi: 10.1063/1.4737648(20) Reyes, P. I.; Ku, C. J.; Duan, Z. Q.; Xu, Y.; Garfunkel, E.; Lu, Y.C. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 031118. doi: 10.1063/1.4737648
21. [21]
  (21) Dasgupta, S.; Knaak, C.; Moser, J.; Bichler, M.; Roth, S. F.;Morral, A. F. I.; Abstreiter, G.; Grayson, M. Appl. Phys. Lett.2007, 91, 142120. doi: 10.1063/1.2794012(21) Dasgupta, S.; Knaak, C.; Moser, J.; Bichler, M.; Roth, S. F.;Morral, A. F. I.; Abstreiter, G.; Grayson, M. Appl. Phys. Lett.2007, 91, 142120. doi: 10.1063/1.2794012
22. [22]
  (22) Hirsch, M. L. T.;Wolk, J. A.;Walukiewicz,W.; Haller, E. E.Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 1098. doi: 10.1063/1.119738(22) Hirsch, M. L. T.;Wolk, J. A.;Walukiewicz,W.; Haller, E. E.Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 1098. doi: 10.1063/1.119738
23. [23]
  (23) Kim, C. H.; Kisiel, K.; Jung, J.; Ulanski, J.; Tondelier, D.;Geffroy, B.; Bonnassieux, Y.; Horowitz, G. Synth. Met. 2012,162, 460. doi: 10.1016/j.synthmet.2011.12.021(23) Kim, C. H.; Kisiel, K.; Jung, J.; Ulanski, J.; Tondelier, D.;Geffroy, B.; Bonnassieux, Y.; Horowitz, G. Synth. Met. 2012,162, 460. doi: 10.1016/j.synthmet.2011.12.021
24. [24]
  (24) Nardes, A. M.; Ferguson, A. J.; Whitaker, J. B.; Larson, B.W.;Larsen, R. E.; Maturová, K.; Graf, P. A.; Boltalina, O. V.;Strauss, S. H.; Kopidakis, N. Adv. Funct. Mater. 2012, 22,4115. doi: 10.1002/adfm.v22.19(24) Nardes, A. M.; Ferguson, A. J.; Whitaker, J. B.; Larson, B.W.;Larsen, R. E.; Maturová, K.; Graf, P. A.; Boltalina, O. V.;Strauss, S. H.; Kopidakis, N. Adv. Funct. Mater. 2012, 22,4115. doi: 10.1002/adfm.v22.19
25. [25]
  (25) Kim, C. H.; Choi, M. H.; Lee, S. H.; Jang, J.; Kirchmeyer, S.Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 123301. doi: 10.1063/1.3372619(25) Kim, C. H.; Choi, M. H.; Lee, S. H.; Jang, J.; Kirchmeyer, S.Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 123301. doi: 10.1063/1.3372619
26. [26]
  (26) Li, L.; Zhang, F.; An, Q.;Wang, Z.;Wang, J.; Tang, A.; Peng,H.; Xu, Z.;Wang, Y. Opt. Lett. 2013, 38, 3823. doi: 10.1364/OL.38.003823
  (26) Li, L.; Zhang, F.; An, Q.;Wang, Z.;Wang, J.; Tang, A.; Peng,H.; Xu, Z.;Wang, Y. Opt. Lett. 2013, 38, 3823. doi: 10.1364/OL.38.003823

扫一扫看文章

计量

PDF下载量: 645
文章访问数: 1249
HTML全文浏览量: 55

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

基于稀土配合物的有机光盲型紫外探测器

English

Organic Visible-Blind Ultraviolet Photodetectors Based on Rare Earth Complex

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

基于稀土配合物的有机光盲型紫外探测器

English

Organic Visible-Blind Ultraviolet Photodetectors Based on Rare Earth Complex

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南： 你的皮肤可能是一片SPMs

CCS Chemistry：工作高效不疲劳，只须让催化剂动起来

CCS Chemistry：静电组装导向聚合- 聚电解质纳米凝胶量化制备新策略

CCS Chemistry：金黄色葡萄球菌醛基脱氢酶是如何识别特异性底物的？

计量

文章相关

通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

中国化学会秘书处

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南：你的皮肤可能是一片SPMs