研究前沿：Nature Photonics-有機光電二極管 | 暗電流
在工業和消費電子産品中，光電二極管Photodiodes普遍存在。目前不斷出現了光電二極管的新應用，完全不同于傳統無機半導體器件所提供的力學和光電性能。有機半導體提供了大量可用的光電特性，可以結合到靈活的形狀因子幾何結構中，并有望從高豐度元素材料中，制造低成本、低能耗的新産品。光電二極管的靈敏度，主要取決于暗電流dark current。然而，有機光電二極管Organic photodiodes，OPD特征在于，比預期熱激發輻射躍遷高得多的暗電流。
近日，英國 斯旺西大學（Swansea University）Oskar J. Sandberg，Ardalan Armin等，在Nature Photonics上發文，證明了有機光電二極管OPD中的暗飽和電流，從根本上來說，是受制能隙間陷阱态mid-gap trap states。
在有機光電二極管OPD中，觀測到了大量暗飽和電流的通用産生趨勢，電流測量進一步證明了靈敏的外部量子效率和溫度相關。基于這一了解，确定了比探測率的上限。還詳細了解了在任意探測器中，噪聲來源是定義性能限制的基礎，是以，對于材料和器件選擇，以及所有應用的設計和優化，是至關重要的。該項研究，為有機光電二極管OPDS建立了這些重要準則。
圖1：亞能隙光伏外量子效率photovoltaic external quantum efficiency，EQE特征和輻射阱态radiative trap states作用。
圖2：窄間隙有機光電二極管Organic photodiodes，OPD溫度相關電流測量和暗電流-電壓特性。
圖3：有機光電二極管OPD暗電流密度的一般趨勢。
圖4：在有機光電二極管OPD中，比探測率specific detectivity，D*的上限。
（小注：比探測率specific detectivity：探測器機關表面積1cm²和機關帶寬1Hz的光譜探測率）
