Los fototransistores orgánicos (OPT) se utilizan ampliamente en el monitoreo ambiental / de salud, comunicación cuántica, detección química / biomédica, control remoto, vigilancia, y sensores de imagen, ya que son livianos, bajo costo, altamente eficiente y respetuoso con el medio ambiente.

El efecto de carga interfacial es muy importante para los OPT de alta sensibilidad. Los OPT en capas e híbridos convencionales sufren de compensaciones en el equilibrio de la separación, transporte, y recombinación de cargas fotogeneradas.

El profesor Li Jia y Gao Yuanhong de los Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China y sus colaboradores desarrollaron una nueva arquitectura de capas híbridas para mejorar el rendimiento general de fotodetección de fototransistores orgánicos aprovechando simultáneamente las ventajas de la carga- efecto de captura y transporte eficiente de los transportistas. Sus hallazgos fueron publicados en Materiales avanzados .

La estructura del nuevo fototransistor de capa híbrida (HL-OPT) consiste en una capa de canal semiconductor orgánico de alta movilidad para un transporte de portadora rápido, una capa fotoactiva de heterounión orgánica a granel (BHJ), y una capa intermedia inorgánica ultrafina intercalada en el medio.

Los excitones generados en la capa fotoactiva se disociaron en electrones y huecos en el donante / aceptor BHJ. Los electrones generados fueron atrapados fácilmente por los aceptores cercanos y se inyectaron agujeros en la capa del canal para aumentar la concentración de portadores.

Se eligió una capa intermedia inorgánica para mejorar aún más la inyección de huecos y bloquear los electrones, suprimiendo posteriormente la recombinación de huecos de electrones. Como resultado, al combinar las virtudes del efecto de captura de carga y el transporte rápido de portadores, Se logró una mejora significativa en el rendimiento general de la fotodetección con el HL-OPT.

Para evaluar las aplicaciones potenciales del HL-OPT de alto rendimiento, los investigadores fabricaron los dispositivos sobre sustratos flexibles y confirmaron su excelente flexibilidad. Mientras tanto, los dispositivos también se integraron en una matriz unidimensional y demostraron la confiabilidad del HL-OPT en sistemas de imágenes fotosensibles. "Estos ensayos exitosos hacen que el HL-OPT sea particularmente atractivo para aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos flexibles y portátiles, ", dijo el profesor Li.

Este trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre el diseño y la optimización de fotodetectores de alto rendimiento, que abarca los rangos ultravioleta e infrarrojo cercano, y sugiere temas fundamentales relacionados con las propiedades electrónicas y fotónicas de los dispositivos.

"Otro punto interesante es que este fotodetector orgánico se puede fabricar potencialmente mediante el uso de técnicas de impresión, lo que reduciría aún más el costo de procesamiento, ", dijo Li." Espero que este trabajo pueda proporcionar al mercado una solución prometedora para fotodetectores mediante la combinación de alto rendimiento y bajo costo ".