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Ambient‐Stable Near‐Infrared Organic Photodetectors with Ultrahigh Detectivity and Ultrafast Response for Biometric Monitoring

响应度 材料科学 光电探测器 光电子学 红外线的 比探测率 光容积图 微秒 重复性 信号(编程语言) 暗电流 响应时间 光学 电气工程 计算机科学 物理 计算机图形学(图像) 工程类 滤波器(信号处理) 化学 色谱法 程序设计语言
作者
Yang‐Yen Yu,Chao‐I Liu,Yan‐Cheng Peng,Bing‐Huang Jiang,Yu‐Wei Su,Song‐Jhe Liu,Chih‐Ping Chen
出处
期刊:Advanced electronic materials [Wiley]
卷期号:8 (11) 被引量:17
标识
DOI:10.1002/aelm.202200585
摘要

Abstract PM6:Y6 is adopted as the active layer to prepare highly efficient organic photodetectors (OPDs), which is applied to realize a biometric sensor for real‐time heart‐rate monitoring. Here, the effects of the device structure, thickness, deposition process, and solvent on the subsequent performance of the OPDs are examined. Through judicious choice of the fabrication conditions, an OPD is obtained displaying a dark current density of less than 8.77 × 10 −10 A cm −2 , a responsivity of greater than 0.516 A W −1 , and a high detectivity of 3.1 × 10 13 Jones, measured at bias of −2 V (870 nm). This OPD featured a wide linear dynamic range (LDR, 530 nm) of 104 dB at −2 V, an ultrahigh cutoff frequency (750 kHz) and rise/fall times of less than 220 ns under a reverse bias of −2 V. This sub‐microsecond response and high detectivity is comparable with, and in some cases better than, those of the state‐of‐the‐art perovskite‐PDs and Si‐PDs. The OPD displays consistent responses, good repeatability, and stability [ambient: 50% humidity, 25 °C)]. The air‐stable and portable OPD‐based photoplethysmogram system provides clear signal resolution, potentially benefitting its applicability to blood pressure monitoring.
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