Wave‐Interference Photonic Crystals and Space Charge Engineering Enable Efficient Broadband Faint Light Detection in Organic/Inorganic Hybrid Photodetectors
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Noise current, detectivity, quantum efficiency, and response speed are critical metrics in evaluating organic/inorganic photodiodes. Herein, these metrics are simultaneously advanced in poly(3,4‐ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)/native SiO x /n‐Si hybrid photodetectors, achieving excellent performance in detecting broadband faint light. Wave‐interference photonic crystals, comprising periodic microstructured inverse pyramids with nanometer‐scale mesa widths, are integrated into the Si absorber to effectively couple incident light for increased absorption, thereby balancing optics and conformal contact coverage. The developed photodetector comprises a deep depletion region and interfacial SiO x layer, enabling diffusion‐mitigated broadband photocarrier transport and effective charge collection, and suppressing carrier tunneling processes for low‐noise. An ultralow reverse dark current density of ≈2.46 × 10 −8 A cm −2 at −0.4 V is realized for nanowatt‐level light detection. The photodetector showcases superlative properties among reported PEDOT:PSS–based inorganic heterojunctions, including a broadband external quantum efficiency of >≈80% from 340 to 960 nm (internal quantum efficiency of >≈90% from 380 to 840 nm), detectivity of >≈10 12 Jones from 300 to 1140 nm, and microsecond response speed. This study provides practical insight for combining high‐absorption microstructures with space charge engineering for the development of high‐performance organic/inorganic hybrid photodetectors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».