提升用于弱光檢測的有機光電倍增管檢測器的外部量子效率
近年來，光電領域取得了顯著進步，實作了成像、傳感和能量收集等各種應用，其中，有機光電倍增管檢測器 (OPD) 已成為一項很有前途的技術，特别是對于弱光檢測。
OPD 具有多種優勢，包括高靈敏度、低成本、靈活性以及與大面積和低溫制造技術的相容性。
為了進一步提高性能，研究人員一直在探索原子級化學反應，以此作為将 OPD 的外量子效率 (EQE) 提高到 108% 以上的方法。
外部量子效率 (EQE) 是量化光電探測器将入射光子轉換為可用電荷的能力的關鍵參數，它表示收集的電荷載流子與入射光子數的比率。
換句話說，EQE 提供了關于光電探測器将光轉換為電信号的效率的見解，對于弱光檢測應用，實作高 EQE 對于提高信噪比和提高光電探測器的整體性能至關重要。
原子級化學反應涉及在原子尺度上操縱和修改材料的分子結構，通過精确設計化學環境，研究人員可以誘導材料的電子和光學特性發生理想的變化。
在 OPD 的背景下，原子級化學反應通過改善光吸收、激子産生、電荷傳輸和提取效率，在增強 EQE 方面發揮着至關重要的作用。
有效的光吸收對于最大化 OPD 中産生的電荷載流子的數量至關重要。原子級化學反應可用于設計 OPD 活性層中使用的有機材料的能帶隙。
通過仔細調整分子軌道的能級和空間分布，研究人員可以在更寬的光譜範圍内增加光吸收，這是通過促進入射光子與有機材料之間更強的互相作用來實作的，進而導緻光子吸收和激子産生的可能性更高。
激子是有機材料吸收光子後産生的束縛電子-空穴對。高效的激子産生對于提高整體光電探測效率至關重要。
利用原子級化學反應來提高 OPD 的 EQE 對未來的光電器件具有巨大的潛力。以下是一些潛在的影響：
進階傳感技術：原子級化學反應可以開發具有增強靈敏度的 OPD，适用于各種傳感應用。例如，在環境監測中，檢測微量污染物或氣體是必不可少的，即使在極低的濃度下，高 EQE OPD 也可以提供可靠和準确的測量。
能量收集：具有改進 EQE 的 OPD 可用于能量收集系統，以捕獲弱光源（例如室内照明或環境太陽輻射）并将其轉換為可用電能。這可能會對低功耗應用和自供電裝置的開發産生影響。
可穿戴電子産品：有機材料的靈活性和相容性使 OPD 适合內建到可穿戴電子産品中。通過原子級化學反應提高 EQE，智能紡織品或健康監測裝置等可穿戴裝置可以實作更高的靈敏度和改進的性能，同時保持其輕巧和靈活的特性。
雖然原子級化學反應增強 OPD 的 EQE 的潛力是有希望的，但要廣泛實施還需要解決一些挑戰：
材料穩定性：需要徹底研究通過原子級化學反應改性的材料的穩定性和長期性能。確定改性材料在長時間使用後保持其理想特性對于實際應用至關重要。
可擴充性和制造：需要考慮将原子級化學反應納入大規模制造過程的可擴充性和成本效益。在不影響裝置性能和可靠性的情況下，開發可以在工業環境中輕松實施的技術至關重要。
多波長性能：雖然在寬光譜範圍内增強 EQE 是可取的，但實作多波長的高效率可能具有挑戰性。在電磁頻譜的不同區域表現出改進的 EQE 的材料的設計和工程需要進一步探索。
內建和裝置架構：OPD 與其他元件（例如讀出電路和信号處理單元）的內建帶來了額外的挑戰。開發能夠高效內建和利用增強型 EQE 的優化裝置架構是未來研究的一個重要領域。
原子級化學反應已成為增強有機光電倍增管檢測器 (OPD) 弱光檢測 EQE 的有力工具。通過精确設計分子結構和分子間互相作用，研究人員可以提高光吸收、激子産生、電荷傳輸和提取效率，進而實作超過 108% 的 EQE 值。
這一進步的潛在影響是深遠的，應用範圍從高靈敏度成像和先進的傳感技術到能量收集和可穿戴電子産品。
然而，需要解決材料穩定性、可擴充性和多波長性能等挑戰，以充分發揮原子級化學反應在增強 OPD 性能方面的潛力。
