近日，我院半导体微纳功能薄膜与器件团队雷衍连课题组在近红外光电探测研究中取得最新进展。相关成果以题为“Enabling Fast Photoresponse in Near-Infrared Organic Phototransistors by Manipulating Minority Charge Trapping and Recombination” 在国际光学领域著名学术期刊《Advanced Optical Materials》（中科院分区光学一区，IF:10.050）上发表。我院硕士研究生唐宇为该论文的第一作者，雷衍连副教授为通讯作者（通讯作者还包括南京理工大学青年教师李宁博士），西南大学物理科学与技术学院（微纳结构光电子学重庆市重点实验室）为第一完成单位。

近红外光电探测器在环境检测、医疗诊断和光通信等领域有着广泛的应用前景。开发出同时具有高响应度和快速响应时间的近红外有机光敏晶体管（NIR-OPT）是该领域的一大难题。在该工作中，团队成员采用电子受体掺杂的策略，基于有机共轭聚合物半导体材料DPP-DTT，设计并制备了具有快速光响应的近红外有机光敏晶体管，系统研究了电子受体掺杂提升近红外有机光敏晶体管性能的物理机制。该有机光敏晶体管在870 nm近红外光照射下，响应时间从1.3/3.5 s（上升/下降时间）大大缩短至16/ 119 ms。进一步研究表明：适当的电子陷阱分布能显著改善光敏晶体管沟道内激子的分离和复合效率进而提高近红外有机光敏晶体管的光响应速率。此外，该工作还将优化后的光敏晶体管应用于健康监测，实现了对心率脉搏信号的实时追踪。该研究为提高有机光敏晶体管器件性能和扩展其应用提供了新思路。

图1 优化后的近红外有机光敏晶体管（NIR-OPT）对心率脉搏信号的实时追踪情况

雷衍连课题组长期致力于光电功能薄膜与器件物理方面的研究，研究方向包括（近）红外光电探测及成像、量子点等新型发光器件以及柔性电子（主要包括有机场效应晶体管）等方面。近年来，课题组在Adv. Mater.、Adv. Function. Mater.、Adv. Opt. Mater.、ACS Appl. Mater. Interface、Appl. Phys. Lett.等国内外学术刊物上发表论文30余篇。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202202008

撰稿：雷衍连

审核：桑文龙