低压快响应高增益有机光电探测器的分子特性及其器件关联性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21875055
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0503.有机功能材料化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

To detect weak light or single photon, photodetectors are required to have a high gain for an enough photosensitivity. Photoconductivity gain is traditionally based on the time of carriers staying in a device longer than the carriers striding over it. However, in the traditional mode, the devices can't simultaneously realize high-gain, fast-response-time and low-working-voltage. In our previous research work, we found a photodiode had the simultaneous performances. In this project, the mechanism of the novel high-gain will be clearly disclosed from the cooperated researches of organic molecules and devices. We will select proper organic small molecules as a trap, and synthesize new polymers containing the trap molecules. The basic mode of the gain in this work and the connections between the molecules of organic polymers and the gain of devices will be investigated in detail. Then, we will try to obtain novel near-infrared(NIR) organic photodetectors by preparing new polymers and organic-inorganic hybrid devices. By this project, it will pave a new pathway to realize high performance photodetectors with the high gain in a novel mode, and it will also provide significant references to the design and synthesis of organics and polymers for use in high performance organic photodetectors.
光电探测器需要有很高的增益才能获得足够高的灵敏度以满足对微弱光或单光子探测的要求。传统的光电导增益主要是基于载流子在器件内部停留时间大于其跨越器件的时间,这种器件很难同时兼具高增益、快响应和低电压。我们在前期研究中发现了一种兼具这些高性能的有机二极管。本项目从有机分子角度出发,结合器件研究,揭示这种新型的光电探测器运行机理。本项目将从缺陷态有机小分子的选择、含缺陷态聚合物的合成制备和有机聚合物分子与器件高增益之间的关联性等方面进行详细研究。在此基础上,通过新型聚合物和有机无机杂化等方式研究获得性能全面优越的高增益近红外有机光电探测器。本项目的研究,将为未来光电探测器的研究提供一种全新的增益模式和器件实现途径,并对设计合成新型有机聚合物材料用于获得高性能有机光电探测器的研究提供非常有意义的思路参考。

结项摘要

针对如何避免传统光电导型探测器的增益模式中的高光电增益与较低的噪声电流、工作电压和较快的响应速度难以兼得的瓶颈问题,本项目在前期工作的基础上,通过新型共轭聚合物的合成及其性质的研究,提出了新的策略——利用有机窄带隙共轭聚合物的缺陷态俘获电子以实现光电探测器增益的提升。通过这种策略可以降低器件的暗电流和噪声,提高外量子效率、响应度和比探测率,以使得该类探测器能满足弱光探测、近红外响应等应用要求,拓宽其应用范围。这种策略可进一步应用到多种现有的聚合物/富勒烯共混活性层体系中,且通过光电容积脉搏波描记法测试证实了所制备的有机光电探测器在无创体外检测技术中的潜在应用价值,为实现兼具高增益、高比探测率、低工作电压、低噪声、可快速响应的有机光电探测性能提供了新的设计思路。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Cooperative Chloride Hydrogel Electrolytes Enabling Ultralow-Temperature Aqueous Zinc Ion Batteries by the Hofmeister Effect.
协同氯化物水凝胶电解质通过霍夫迈斯特效应实现超低温水性锌离子电池
  • DOI:
    10.1007/s40820-022-00836-2
  • 发表时间:
    2022-04-08
  • 期刊:
    Nano-micro letters
  • 影响因子:
    26.6
  • 作者:
    Yan C;Wang Y;Deng X;Xu Y
  • 通讯作者:
    Xu Y
Solution‐Processed Laminated Perovskite Layers for High‐Performance Solar Cells
用于高性能太阳能电池的溶液处理层压钙钛矿层
  • DOI:
    10.1002/adfm.201903330
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Yangyang Wang;Tianhao Li;Zengrong Li;Sen Wang;Xianyu Deng
  • 通讯作者:
    Xianyu Deng
Synergistic Effect of Two Hydrochlorides Resulting in Significantly Enhanced Performance Tin-Based Perovskite Solar Cells with 3D to Quasi-2D structural Transition
两种盐酸盐的协同效应导致锡基钙钛矿太阳能电池性能显着增强,并具有 3D 到准 2D 结构的转变
  • DOI:
    10.1039/d2ta02088b
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Li Tianhao;Wang Yangyang;Zhu Weiya;Dang Qianxi;Zhang Yiheng;Li Yuan;Deng Xianyu
  • 通讯作者:
    Deng Xianyu
Multifunctional energy devices caused by ionic behaviors in perovskite-polymer hybrid films
钙钛矿-聚合物杂化薄膜中离子行为引起的多功能能源装置
  • DOI:
    10.1016/j.synthmet.2019.02.009
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Synthetic Metals
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Wang Yangyang;Feng Lei;Miao Xincheng;Li Zengrong;Wang Jie;Deng Xianyu
  • 通讯作者:
    Deng Xianyu
Materials for Interfaces in Organic Solar Cells and Photodetectors
有机太阳能电池和光电探测器的界面材料
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b19830
  • 发表时间:
    2020-01-22
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li, Tianhao;Chen, Zixuan;Li, Zhen
  • 通讯作者:
    Li, Zhen

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其他文献

聚芴类半导体光谱稳定性
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄维;石乃恩;梁婧;钱妍;解令海;陈淑芬;邓先宇
  • 通讯作者:
    邓先宇

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有机-无机杂化型光电转换与储能一体化集成系统的材料与器件研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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