Пространственно- и времяразрешённое фотодетектирование в амбиполярных органических полевых транзисторах

В работе исследуются амбиполярные органические полевые транзисторы, в которых может проявляться пространственно-локализованный фотоэффект. Данный эффект заключается в том, что в канале транзистора имеется узкая светочувствительная область, в которой происходит преобразование падающего излучения в фототок и пространственным положением которой можно управлять, изменяя напряжение на затворе VG. Благодаря этому, зависимость фототока от VG может воспроизводить пространственное распределение интенсивности падающего излучения. В настоящей работе с помощью численного моделирования исследовалось быстродействие таких фототранзисторов, в частности показано, что время отклика на ступенчатое включение освещения составляет несколько наносекунд, а отклик на переключение напряжения VG составляет несколько микросекунд. Также в работе исследовано, как изменение различных параметров фототранзистора влияет на его эффективность. Показано, что одновременное улучшение внешней квантовой эффективности (ВКЭ), отношения фототока к темновому току (Jph/Jdark), пространственного разрешения и времени отклика может быть достигнуто за счёт уменьшения длины канала. Также было показано, что использование материалов активного слоя, в которых фотогенерируемые электронно-дырочные пары имеют размеры более 1 нм, может обеспечить более высокие значения ВКЭ и Jph/Jdark без какого-либо существенного снижения пространственного и временного разрешения.