吡咯类聚squaraine：一种有前景的聚合物半导体，适用于短波长红外有机光电探测器和成像器件

短波红外有机光电探测器性能优化研究。设计合成新型共轭吡咯多 squaraine（PSQ-COT）材料，实现1.2 μm长波长吸收。通过PC61BM和BTP-eC9两种电子受体器件对比，PSQ-COT:PC61BM器件在1030 nm处零偏压检测度达1.08×10^12 Jones，归因于更低能级杂乱和陷阱密度。成功构建640×512像素阵列，验证SWIR成像可行性。

　　

摘要

短波红外（SWIR）有机光电探测器（OPDs）近来因其能够克服无机光电探测器的局限性而受到了广泛关注。然而，开发具有强SWIR探测能力的有机半导体仍然是一个重大挑战。在此，我们通过将吡咯类squaraine单元与强电子给体结构结合，设计并合成了一种新的共轭吡咯类polysquaraine（PSQ-COT），使其吸收起始波长扩展到了1.2 μm。为了评估其探测性能，我们分别使用PC₆₁BM和BTP-eC9作为电子受体，制备了两种基于PSQ-COT的SWIR OPDs。结果表明，PSQ-COT: PC₆₁BM OPD在零偏压下的探测性能优于BTP-eC9 OPD，在1030 nm波长处的特定探测灵敏度达到了1.08 × 10¹² Jones。这种性能的提升得益于PSQ-COT:PC₆₁BM器件中能量无序程度较低且陷阱密度较小。此外，我们成功将PSQ-COT:PC₆₁BM OPD集成到了高像素密度图像阵列（640 × 512像素）中，从而实现了在SWIR光照射下的清晰物质识别。这项工作为设计用于SWIR光探测和成像应用的高性能有机半导体提供了宝贵的见解。