An A–D–A′–D–A-Type Narrow Bandgap Electron Acceptor Based on Selenophene-Flanked Diketopyrrolopyrrole for Sensitive Near-Infrared Photodetection

光探测 材料科学 光电子学 带隙 光电探测器 红外线的 半导体 有机半导体 吸收(声学) 接受者 光学 物理 凝聚态物理 复合材料
作者
Yeye Wang,Mingqun Yang,Bingyan Yin,Baoqi Wu,Guoqiang Liu,Seonghun Jeong,Yue Zhang,Changduk Yang,Zhicai He,Fei Huang,Yong Cao,Chunhui Duan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsami.3c15365
摘要

Near-infrared organic photodetectors possess great application potential in night vision, optical communication, and image sensing, but their development is limited by the lack of narrow bandgap organic semiconductors. A–D–A′–D–A-type molecules, featuring multiple intramolecular charge transfer effects, offer a robust framework for achieving near-infrared light absorption. Herein, we report a novel A–D–A′–D–A-type narrow bandgap electron acceptor named DPPSe-4Cl, which incorporates a selenophene-flanked diketopyrrolopyrrole (Se-DPP) unit as its central A′ component. This molecule demonstrates exceptional near-infrared absorption properties with an absorption onset reaching 1120 nm and a low optical bandgap of 1.11 eV, owing to the strong electron-withdrawing ability and quinoidal resonance effect induced by the Se-DPP unit. By implementing a doping compensation strategy assisted by Y6 to reduce the trap density in the photoactive layer, the optimized organic photodetector based on DPPSe-4Cl exhibited efficient spectral response and remarkable sensitivity in the range of 300–1100 nm. Particularly, a specific detectivity surpassing 1012 Jones in the wavelength range of 410–1030 nm is achieved. This work offers a promising approach for developing highly sensitive visible to near-infrared broadband photodetection technology using organic semiconductors.
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