黑色素对SnO_(2)的生物杂化研究及其在光电探测器中的应用OA
目的研究细菌分泌的黑色素作为电子传输层对SnO_(2)的生物杂化行为,探究黑色素提升光电探测器性能的内在机制,探索黑色素的功函数调控工艺。方法将黑色素通过旋涂法与SnO_(2)薄膜构建异质结,构筑了垂直结构的FTO/SnO_(2)/黑色素/Au光电探测器,通过表面形貌、结构、电学与光学表征手段,系统描述了黑色素对半导体材料的生物杂化行为,并优化了探测器的光电探测参数。结果制备的SnO_(2)薄膜由20~50 nm的SnO_(2)纳米颗粒组成,与色素形成了肖特基接触。随着退火温度升高,黑色素导电性能逐渐提升,功函数下降。黑色素在60℃退火温度下使器件呈现最佳探测性能:-2 V偏压下,光响应度与探测率分别为54.20×10^(3) mA/W与4.58×10^(15) Jones。该器件不仅展现出优异的弱光探测性能以及高耐久性,还可对400~600 nm波段的可见光产生光电效应,实现多波段光电探测。结论黑色素具有良好的吸附性,提高了其在材料表面的成膜性与完整性,降低材料高比表面积导致的缺陷态密度,其高导电性加速了载流子在界面处的转移。得益于氧化还原循环特性,色素层中电子转移速率显著加快,有效抑制了电子-空穴的非辐射复合。此外,色素与SnO_(2)生成窄带隙的有机锡中间产物,使器件实现对可见光探测。退火处理让色素发生酯化聚合反应,增强了导电性能并降低功函数,提高了器件的光电探测效果。
李庆宏;孙万海;陈昌程;王虹霞;郭章伟;张晶;罗胜耘;郭娜;柳凯祥;罗光灿;刘涛
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数理科学
光电探测器SnO_(2)黑色素生物杂化
《表面技术》 2026 (14)
P.154-165,12
国家自然科学基金(12564006)国防基础科研计划资助贵州省基础研究计划面上项目(黔科合基础MS[2026]300,MS[2026]296,MS[2025]203,MS[2025]206)。
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