Project R-9067

Ontwerp en synthese van organische halfgeleiders voor nabij-infrarood-detectie met bulk heterojunctie organische caviteiten (Onderzoek)

Het mengen van organische donor- en acceptormaterialen leidt tot intermoleculaire ladingstransfertoestanden (charge transfer of CT-toestanden) met extra optische overgangen. In organische zonnecellen spelen deze CTtoestanden een belangrijke rol en limiteren ze het voltage. Wegens zijn extreem zwakke natuur blijft directe intermoleculaire CT-absorptie echter vaak onopgemerkt en het wordt dan ook niet gebruikt voor het genereren van een fotostroom. De verwaarloosbare externe quantumefficiëntie (EQE) in het spectrale CT-gebied kan echter substantieel verhoogd worden via het gebruik van optische caviteiten, hetgeen narrow-band detectie met een significante EQE toelaat met resonantiegolflengten reikend tot in het nabij-infrarood (NIR). De brede spectrale afstemming d.m.v. eenvoudige variatie van de caviteitsdikte maakt deze flexibele en potentieel transparante technologie erg geschikt voor goedkope, geïntegreerde (spectroscopische) NIR-fotodetectie. Ondanks het potentieel van dit innovatieve concept is er nog grensverleggend fundamenteel onderzoek nodig om de deviceoutput te optimaliseren en de fundamentele limieten bloot te leggen. In mijn doctoraatsproject zal de nadruk liggen op de synthese van (hoge HOMO) donor- en (lage LUMO) acceptormaterialen en hun toepassing in devices, terwijl diepgaande fotofysische en morfologiestudies zullen uitgevoerd worden in samenwerkingsverbanden om zodanig structuur-fotodetector relaties te ontrafelen.

01 oktober 2018 - 30 september 2022