[发明专利]基于体异质结-分层结构的高性能有机晶体管光电探测器

权利要求书

1.一种基于体异质结-分层结构的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，包括衬底及依次设置在衬底上的栅极、栅极介电层、单分子自组装层、沟道半导体层和电荷传输层，所述电荷传输层上的部分区域设置有源电极和漏电极，所述电荷传输层上的源电极和漏电极之间的沟道区域还设置有体异质结吸光层，其中，C8-BTBT作为构造所述沟道半导体层的有机半导体材料，PC₆₁BM作为构造所述体异质结吸光层的电荷受体材料。

2.根据权利要求1所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述衬底为刚性衬底或柔性衬底，所述刚性衬底是玻璃或硅片，柔性衬底为塑料。

3.根据权利要求1所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述单分子自组装层为亲水材料或疏水材料。

4.根据权利要求3所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述亲水材料选自1H，1H，2H，2H-全氟辛基三氯硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三氯硅烷、3-氰基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-碘丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述疏水材料选自正辛基三氯硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷和六甲基硅氧烷中的一种。

5.根据权利要求1所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述电荷传输层为空穴传输层或电子传输层，其厚度为2-10nm；所述空穴传输层选自VOx、MoOx、NiOx、WOx及CuOx中的一种；电子传输层选自ZnO、TiOx、C₆₀、PC₆₁BM及PC₇₁BM中的一种。

6.根据权利要求1所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述体异质结吸光层包括主体吸光材料和电荷受体材料，所述体异质结吸光层的长度为400-1000μm，宽度为40-100μm。

7.根据权利要求1所述的高性能有机晶体管光电探测器，其特征在于，所述高性能有机晶体管光电探测器包括紫外光电探测器、红外光电探测器、可见光电探测器和全波段光电探测器。

8.权利要求1-7任一项所述的高性能有机晶体管光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在衬底上的表面依次制备栅极和栅极介电层；

2)在栅极介电层上进行表面单分子层自组装处理，生成单分子自组装层；

3)在单分子自组装层上沉积沟道半导体层；

4)在沟道半导体层上形成电荷传输层；

5)在电荷传输层上真空蒸镀源电极和漏电极；

6)在电荷传输层上源电极和漏电极之间的沟道区域形成一层体异质结吸光层；

其中，C8-BTBT作为构造所述沟道半导体层的有机半导体材料，PC₆₁BM作为构造所述体异质结吸光层的电荷受体材料。