Ao ajustar a função de trabalho dos eletrodos PEDOT:PSS, os pesquisadores melhoram a eficiência e a adaptabilidade do fotodetector, avançando no futuro dos sistemas optoeletrônicos
Os fotodetectores convertem luz em sinais elétricos e são essenciais em tecnologias que vão desde eletrônicos de consumo e comunicações até saúde. Eles também desempenham um papel very important na pesquisa científica. Os pesquisadores estão trabalhando continuamente para melhorar sua sensibilidade, velocidade de resposta, faixa espectral e eficiência de projeto.
Desde a descoberta das notáveis propriedades elétricas do grafeno, tem havido um interesse crescente no uso de grafeno e outros materiais bidimensionais (2D) para avançar nas tecnologias de fotodetecção. Quando a luz interage com esses materiais, ela excita elétrons que devem viajar até um eletrodo de contato próximo para gerar um sinal elétrico. A facilidade com que isso ocorre depende das funções de trabalho dos materiais envolvidos, especificamente, da diferença entre eles, conhecida como altura da barreira Schottky. A seleção de uma combinação ultimate de materials 2D e eletrodo pode minimizar essa barreira, aumentando a sensibilidade e a velocidade do fotodetector. Infelizmente, os materiais de eletrodos tradicionais possuem funções de trabalho fixas que limitam a tecnologia de fotodetectores 2D.
PEDOT:PSS é um materials de eletrodo amplamente utilizado em fotodetectores devido ao seu baixo custo, flexibilidade e transparência. Neste estudo, os pesquisadores desenvolveram eletrodos PEDOT:PSS com funções de trabalho ajustáveis variando de 5,1 a 3,2 eV, tornando-os compatíveis com uma variedade de materiais 2D e ideais para otimizar o desempenho de dispositivos em arquiteturas metal-semicondutor-metal. Além disso, sua investigação minuciosa demonstra que os fotodetectores produzidos tiveram um desempenho excelente, com um fluxo de corrente direto significativo (taxa de retificação ~10⁵), uma forte conversão de luz em saída elétrica (responsividade de até 1,8 A/W) e um I excepcionalmente alto.luz/EUescuro proporção de 10⁸. Além disso, os detectores eram altamente sensíveis com baixo ruído, tinham tempos de resposta muito rápidos (até 3,2 μs) e, graças à transparência do PEDOT:PSS, apresentavam sensibilidade estendida na região do infravermelho próximo.
Este estudo demonstra um eletrodo de polímero transparente e sintonizável que melhora o desempenho e a versatilidade dos fotodetectores 2D, oferecendo um caminho promissor para sistemas optoeletrônicos flexíveis, autoalimentados e vestíveis, e abrindo caminho para tecnologias interativas inteligentes de próxima geração.
Quer saber mais sobre esse assunto?
Materials bidimensional / heteroestruturas e dispositivos de nitreto do grupo III por Ting Lin, Yi Zeng, Xinyu Liao, Jing Li, ChangjianZhou e Wenliang Wang (2025)