[发明专利]用于检测红外辐射的带有增益的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年6月30日提交的美国临时专利申请系列第61／503,317号的权益，其全部内容(包括任何图、表或附图)通过引用并入本文中。

背景技术

红外(IR)光对人眼是不可见的，但是红外光检测器可以检测IR光。IR光检测器具有广泛的潜在应用，包括夜视、测距、安全、以及半导体晶片检查。IR可以指具有波长比可见光更长(>0.7μm)至约14μm的辐射。

发明内容

本发明的实施方案涉及能够产生增益的光检测器(即带有增益的光检测器)。光检测器可以是例如红外(IR)光检测器。也就是说，光检测器可以对在红外区域中的至少一部分光敏感。本发明的实施方案还涉及红外-可见光上转换器件。红外-可见光上转换器件可以包括光检测器和有机发光器件(OLED)。

在一个实施方案中，带有增益的光检测器可以包括第一电极、在所述第一电极上的光敏层、在所述光敏层上的电子阻挡／隧穿层和在所述电子阻挡／隧穿层上的第二电极。

在另一个实施方案中，制造带有增益的光检测器的方法可包括：形成第一电极；在所述第一电极上形成光敏层；在所述光敏层上形成电子阻挡／隧穿层以及在所述电子阻挡／隧穿层上形成第二电极。

在另一个实施方案中，红外-可见光上转换器件可以包括带有增益的光检测器和与带有增益的光检测器连结的OLED。带有增益的光检测器可以包括第一电极、在第一电极上的光敏层、在光敏层上的电子阻挡／隧穿层以及在电子阻挡／隧穿层上的第二电极。

在另一个实施方案中，形成红外-可见光上转换器件的方法可以包括：形成带有增益的光检测器；形成OLED和使OLED与带有增益的光检测器连结。形成带有增益的光检测器可以包括：形成第一电极；在第一电极上形成光敏化层；在光敏层上形成电子阻挡／隧穿层以及在电子阻挡／隧穿层上形成第二电极。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一个实施方案可以用作IR敏化层的PbS纳米晶体的吸收光谱。

图1B示出了根据本发明的一个实施方案的光检测器的示意性透视图。

图2A示出了根据本发明的一个实施方案，黑暗中在施加电压下光检测器的示意性能带图。

图2B示出了根据本发明的一个实施方案，在黑暗中在施加电压和IR辐射下光检测器的示意性能带图。

图3A示出了根据本发明的一个实施方案的光检测器的示意性能带图。

图3B示出了在黑暗和光(1240nm红外照度)条件下，本发明根据的一个实施方案的光检测器的电流相对于电压特性。

图4A示出了增益作为对根据本发明的一个实施方案的光检测器施加的电压的函数的曲线图。

图4B示出了检测能力作为对根据本发明的一个实施方案的光检测器施加的电压的函数的曲线图。

图5A示出了根据本发明的一个实施方案的红外-可见光上转换器件的示意性能带图。

图5B示出了根据本发明的一个实施方案的红外-可见光上转换器件的示意能性带图。

图5C示出了根据本发明的一个实施方案的红外-可见光上转换器件的示意性能带图。

具体实施方式

当术语“在......上”或“在......之上”用于本文中时，当指层、区域、图案或结构时，应该理解为层、区域、图案或结构可以直接在另一个层或结构上，或者也可以存在介于中间的层、区域、图案或结构。当术语“在......下”或“在......之下”用于本文中时，当指层、区域、图案或结构时，应该理解为层、区域、图案或结构可以直接在其它层或结构下，或者也可以存在介于中间的层、区域、图案或结构。当术语“直接在......上”用于本文中时，当指层、区域、图案或结构时，应该理解为层、区域、图案或结构直接在另一个层或结构上，不存在介于中间的层、区域、图案或结构。

当术语“约”与数值结合用于本文中时，应该理解为所述值可以为所述值的95％至所述值的105％，即该值可以为确定值的+／-5％。例如，“约1kg”指0.95kg至1.05kg。

当术语“敏感”与描述对某一种类型的光或对具有给定值的或在给定范围内的波长的光子敏感的光检测器结合用于本文中时，应该理解为光检测器能够吸收光检测器敏感的光并且生成载流子。当术语“不敏感”或“非敏感”与描述对某一种类型的光或对具有给定值的或在给定范围内的波长的光子不敏感或非敏感的光检测器结合用于本文中时，应该理解为光检测器不能够吸收光检测器不敏感的光并且不能从光的吸收生成载流子。