ย้ถนธ฿วๅ

ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ์กฐ์ œ์›…, ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, ์ดˆ์ €์žก์Œ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ(OPD) ํ•ต์‹ฌ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2024.05.14. ์กฐํšŒ 1378

“์ƒ์šฉํ™”๋œ ์‹ค๋ฆฌ์ฝ˜ ๊ด‘๊ฒ€์ถœ๊ธฐ์˜ ์„ฑ๋Šฅ์„ ๋›ฐ์–ด ๋„˜๋Š” ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ๊ด‘์„ผ์„œ์˜ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ ์ œ์‹œ”
ํ•ด๋‹น ๋ถ„์•ผ ์„ธ๊ณ„ ์ตœ๊ณ  ์ˆ˜์ค€ ํ•™์ˆ ์ง€ ‘Advanced Materials’ ๊ฒŒ์žฌ 

 

๋™๊ตญ๋Œ€ ์กฐ์ œ์›…, ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€,  ์ดˆ์ €์žก์Œ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ(OPD) ํ•ต์‹ฌ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ

 

 


๋™๊ตญ๋Œ€(์ด์žฅ ์œค์žฌ์›…) ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ์กฐ์ œ์›…, ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€ (์ œ 1์ €์ž, ์ด์ง€ํ˜„ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •, ์žฅ๋ฏผํ˜ธ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •)์€ ๊ณ ๋ ค๋Œ€ ์‹ฌ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€(์ œ 1์ €์ž ๊น€ํƒœํ˜ ์„๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ •)๊ณผ์˜ ๊ณต๋™์—ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํ†ตํ•ด, ์•„ํ†  ์Šค์ผ€์ผ ์ดˆ์ €์žก์Œ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ(OPD) ํ•ต์‹ฌ๊ธฐ์ˆ ์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค. 

 

๊ด‘ ๊ฒ€์ถœ๊ธฐ (Photo diode)๋Š” ๋น›์„ ํ™œ์šฉํ•˜์—ฌ ์ „๊ธฐ๋ฅผ ์ƒ์„ฑํ•˜๊ณ  ์ด๋Ÿฌํ•œ ์ „๊ธฐ์  ์‹ ํ˜ธ๋Š” ์‚ฌ๋ฌผ ๋ฐ ๋ฌผ์ฒด์˜ ๋™์ž‘์„ ๊ฐ์ง€ํ•˜๋Š”๋ฐ ์‚ฌ์šฉ๋œ๋‹ค. ๊ธฐ์กด์˜ ๊ด‘ ๊ฒ€์ถœ๊ธฐ๋Š” ์‹ค๋ฆฌ์ฝ˜ ๋ฐ˜๋„์ฒด ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ ๋ฌด๊ธฐ๋ฌผ ์„ผ์„œ๋ฅผ ๋ฐ”ํƒ•์œผ๋กœ ์ œ์ž‘์ด ๋˜์–ด ์™”์œผ๋‚˜, ์ตœ๊ทผ ์šฉ์•ก์„ ํ™œ์šฉํ•œ ์ €์˜จ ์ œ์กฐ๊ณต์ • ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ ์œ ๊ธฐ๋ฌผ์„ ํ™œ์šฉํ•œ ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ (Organic photo diode, OPD)์˜ ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ํ™œ๋ฐœํžˆ ์ง„ํ–‰๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

 

ํŠนํžˆ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ๊ฐ๊ด‘ ํŠน์„ฑ์„ ํ™œ์šฉํ•œ OPD๋Š” ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์„ผ์„œ ๊ธฐ์ˆ ์ธ ์ž์œจ ์ฃผํ–‰, ๊ด‘ ํ†ต์‹  ๋ฐ ๊ฐ์‹œ ๋ชจ๋‹ˆํ„ฐ๋ง ๋“ฑ์˜ ํ™•์žฅ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์— ํฐ ์ฃผ๋ชฉ์„ ๋ฐ›๊ณ  ์žˆ์œผ๋‚˜, ๊ทผ์ ์™ธ์„  ํก์ˆ˜ ์˜์—ญ๋Œ€์˜ ๋†’์€ ์žก์Œ ์ „๋ฅ˜๋กœ ์ธํ•œ ์„ผ์„œ ๊ฒ€์ถœ ์„ฑ๋Šฅ ์ €ํ•˜๋Š” ์ƒ์šฉํ™”์— ํฐ ๊ฑธ๋ฆผ๋Œ์ด ๋˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

 

์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ๋†’์€ ์žก์Œ ์ „๋ฅ˜์— ์˜ํ–ฅ์„ ์ฃผ๋Š” ์•”์ „๋ฅ˜ ๋ฐ€๋„์˜ ์ƒ์„ฑ ๋ฉ”์ปค๋‹ˆ์ฆ˜๊ณผ ์ „ํ•˜ ์—ญํ•™์  ํ•ด์„์„ ํ†ตํ•ด ์•„ํ†  (a, 10-18) ์Šค์ผ€์ผ์˜ ์ดˆ์ €์žก์Œํ˜• ๊ทผ์ ์™ธ์„  OPD ๊ฐœ๋ฐœ์— ์„ฑ๊ณตํ•˜์˜€์Œ. ์ด๋ฅผ ์œ„ํ•ด ๋‘ ๊ฐœ์˜ ํฌ์Šคํฐ ์‚ฐ(phosphonic acid, PA) ๊ทธ๋ฃน์„ ํฌํ•จํ•˜๋Š” ์‹ ๊ทœ ์ „์ž ์ฐจ๋‹จ์ธต (electron blocking layer, EBL) ์†Œ์žฌ์ธ 3PFABr ์„ค๊ณ„ํ•˜๊ณ , PA ๊ทธ๋ฃน์˜ ํ–ฅ์ƒ๋œ ์•ต์ปค๋ง ๊ธฐ๋Šฅ ํ†ตํ•ด ๊ท ์งˆํ•œ ์ „๊ทน ํ‘œ๋ฉด ์ƒ์„ฑ ํ•˜์—ฌ OPD ๊ณ„๋ฉด์—์„œ์˜ ํŠธ๋žฉ ํ˜•์„ฑ์„ ์–ต์ œํ–ˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ OPD๋‚ด ์œ ๊ธฐ ๋ฐ˜๋„์ฒด ์ธต๊ณผ EBL ์ธต ์‚ฌ์ด์˜ ์—๋„ˆ์ง€ ์ˆ˜์ค€ ๋ถ„์„์„ ํ†ตํ•ด ์•”์ „๋ฅ˜ ์ƒ์„ฑ์˜ ์ฃผ์š” ์›์ธ์ธ ์—ด ํ™œ์„ฑํ™” ์—๋„ˆ์ง€ (thermal activation energy)์˜ ๊ฒฝํ–ฅ์„ ํ•ด์„ํ–ˆ๋‹ค.

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์ด ๊ฐœ๋ฐœํ•œ 3PFABr ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ OPD๋Š” ๊ธฐ์กด์— ๋ณด๊ณ ๋œ OPD ์ค‘ ๊ฐ€์žฅ ๋‚ฎ์€ ์žก์Œ ์ˆ˜์ค€ (์žก์Œ์ „๋ฅ˜, 852 aA, ์žก์Œ ๋“ฑ๊ฐ€ ์ „๋ ฅ(noise equivalent power, NEP), 4.18 fW(ํŒŒ์žฅ๋Œ€์—ญ: 808nm)์„ ๋‹ฌ์„ฑํ•˜์˜€์œผ๋ฉฐ, ์ด๋Š” ์ƒ์šฉ ์‹ค๋ฆฌ์ฝ˜ ๊ด‘๊ฒ€์ถœ๊ธฐ์˜ ์žก์Œ ์ „๋ฅ˜ (59.4fA) ๋ฐ NEP (808nm์—์„œ 264fW)๋ณด๋‹ค ํ˜„์ €ํžˆ ๋‚ฎ์€ ์žก์Œ ์ˆ˜์ค€ ์ž„. ์ด๋ฅผ ํ†ตํ•ด ์œ ๊ธฐ๋ฌผ์„ ํ™œ์šฉํ•œ ๊ด‘ ์„ผ์„œ์˜ ์ ์šฉ ํ™•๋Œ€ ๋ฐ ์ƒ์šฉํ™” ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ํ™•์ธํ–ˆ๋‹ค. 

 

ํ•ด๋‹น ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ณผํ•™๊ธฐ์ˆ ์ •๋ณดํ†ต์‹ ๋ถ€์˜ ์ง€์›์„ ๋ฐ›์•„ ํ•œ๊ตญ์—ฐ๊ตฌ์žฌ๋‹จ์˜ ์ค‘๊ฒฌ์—ฐ๊ตฌ ๋ฐ ์šฐ์ˆ˜์‹ ์ง„์—ฐ๊ตฌ ์ง€์›์‚ฌ์—…์œผ๋กœ ์ˆ˜ํ–‰๋˜์—ˆ์œผ๋ฉฐ, “Atto-Scale Noise Near-Infrared Organic Photodetectors Enabled by Controlling Interfacial Energetic Offset through Enhanced Anchoring Ability” ๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ๊ด€๋ จ๊ธฐ์ˆ  ๋ถ„์•ผ ์„ธ๊ณ„ ์ตœ๊ณ  ์ˆ˜์ค€ ํ•™์ˆ ์ง€ ‘Advanced Materials [IF=29.4, JCR ์ƒ์œ„ 2.312%]’์— ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค. 

 

๋™๊ตญ๋Œ€ ์กฐ์ œ์›…, ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€,  ์ดˆ์ €์žก์Œ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ(OPD) ํ•ต์‹ฌ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ

(์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ) ๊น€ํƒœํ˜ ์„๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ • (์ œ1์ €์ž/๊ณ ๋ ค๋Œ€), ์ด์ง€ํ˜„ ๋ฐ•์‚ฌ๊ณผ์ • (์ œ1์ €์ž/๋™๊ตญ๋Œ€), ์žฅ๋ฏผํ˜ธ ์„์‚ฌ๊ณผ์ • (์ œ1์ €์ž/๋™๊ตญ๋Œ€),

์‹ฌ์žฌ์› ๊ต์ˆ˜ (๊ต์‹ ์ €์ž/๊ณ ๋ ค๋Œ€), ์กฐ์ œ์›… ๊ต์ˆ˜ (๊ต์‹ ์ €์ž/๋™๊ตญ๋Œ€), ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ (๊ต์‹ ์ €์ž/๋™๊ตญ๋Œ€) 

 

 

[๊ด€๋ จ๊ธฐ์‚ฌ ๋ณด๊ธฐ] ๋™๊ตญ๋Œ€ ์กฐ์ œ์›…, ์ด์„ธ์—ฐ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, ์ดˆ์ €์žก์Œ ๊ทผ์ ์™ธ์„  ์œ ๊ธฐ ๊ด‘์„ผ์„œ(OPD) ํ•ต์‹ฌ๊ธฐ์ˆ  ๊ฐœ๋ฐœ

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