[发明专利]集成瞬态光检测、能源转换和神经形态学计算功能的多功能有机垂直二极管及其应用

说明书

本发明公开了一种集成瞬态光检测、能源转换和神经形态学计算功能的多功能有机垂直二极管，所述二极管包括依次相连接设置的玻璃基底、阳极材料、空穴传输层、活性层、电子传输层和金属阴极，在玻璃基底上由下至上依次蒸镀或者旋涂阳极材料、空穴传输层、活性层、电子传输层和金属阴极，得到多功能有机垂直二极管。本发明二极管为一种可以在内建电势和外加偏压共同的作用下实现正向偏压下光突触和能源转换功能、负向偏压下瞬态光探测功能的多功能有机垂直二极管，为自供电物联网系统提供了一种新的组建单元。

技术领域

本发明属于有机光电传感及能源存储技术领域，尤其是一种集成瞬态光检测、能源转换和神经形态学计算功能的多功能有机垂直二极管及其应用。

背景技术

有机光电传感及能源存储一直是人们研究的热点。对760-3000纳米的近红外光的有效探测对于光学通讯技术、近红外图像传感器、神经形态学计算和生物成像具有重要的意义。对于900纳米-950纳米的光信号的传感对于上述应用尤其关键，因为900纳米-950纳米具有减少的光子散射和较低的太阳光强度。根据对光响应方式的不同，有机光电传感器件被分为有机光电探测器和有机光突触。

有机光电探测器可以对光快速响应，而有机光突触对光缓慢地响应，并对光信息进行一定的处理。然而对900纳米-950纳米响应的有机光电探测器普遍存在着低响应度和低探测率的问题，同时对900纳米-950纳米响应的有机光突触仍然很少。

21世纪是信息的时代，如何对信息进行编码和解码是极其重要的。国际摩斯电码直至今还在被使用，在一些特殊的情况下，摩斯密码仍然发挥着其关键的作用。用有机光突触进行莫斯编码，对硬件化信息解码和编码发展具有重要的意义。然而，报道的莫斯编码都是基于可见光的，在实际的应用中，不可避免地会与太阳光产生干扰。近红外光驱动的莫斯密码编码因其较好的信息传播能力和抗干扰型等优点成为了人们关注的焦点。

随着物联网和大数据的快速发展，单一功能的器件已经不能满足人们对小型化和多功能器件的需求。集成光电传感和能源存储对于自供电物联网系统具有重要的意义。集成能源转换以及对900纳米-950纳米响应的有机光突触和有机光电探测器仍然很少。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种集成瞬态光检测、能源转换和神经形态学计算功能的多功能有机垂直二极管及其应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种集成瞬态光检测、能源转换和神经形态学计算功能的多功能有机垂直二极管，所述二极管包括依次相连接设置的玻璃基底、阳极材料、空穴传输层、活性层、电子传输层和金属阴极，在玻璃基底上由下至上依次蒸镀或者旋涂阳极材料、空穴传输层、活性层、电子传输层和金属阴极，得到多功能有机垂直二极管。

进一步地，所述空穴传输层为硫氰酸亚铜(CuSCN)、3,4-乙撑二氧噻吩混合聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)-苯并(poly-TPD)或氧化镍(NiO_x)等的空穴传输层材料。

进一步地，所述活性层为有机P型材料与吸收在近红外区的窄带隙有机n型材料的有机共混体异质结结构。