Los transistores orgánicos fotoconductores (OPTs) son dispositivos prometedores para la fabricación de detectores de luz de bajo coste, ajustables y altamente sensibles. Este estudio investiga el potencial de los OPTs de un solo componente basados en el aceptor no-fullereno Y6 para detectar luz cercana al infrarrojo (NIR). Las películas de Y6 se depositaron mediante recubrimiento con hoja y se sometieron a recocido térmico entre 200°C y 250°C.
La caracterización morfológica y estructural revela una transición de una fase amorfa a una fase policristalina por encima de los 200°C. Las mediciones eléctricas demuestran una mejora de la movilidad electrónica y una reducción de la histéresis en los dispositivos recocidos. Bajo iluminación de 840 nm, las películas amorfas muestran comportamiento fotoconductor, mientras que las películas policristalinas presentan efectos de fotogating/fotoganancia, resultando en una fotoresponsividad significativamente más alta y tiempos de respuesta transitorios más rápidos.
La fotoresponsividad más alta alcanzada es de 127 A·W−1 y una detectividad específica limitada por ruido de disparo de 6·1012 Jones (6·1010 Jones bajo análisis completo de ruido) se logra en dispositivos policristalinos bajo baja intensidad de luz NIR (0,32 µW·cm−2) a VDS = VGS = 10 V. Esto se asocia a una mejora de la movilidad de los portadores de carga en lugar de una mejora en la generación de carga libre.
Los dispositivos también muestran una alta estabilidad de ciclo bajo mediciones continuas y estabilidad a largo plazo cuando están encapsulados. Estos resultados establecen las películas de Y6 recocidas térmicamente como un material viable de un solo componente para la detección NIR eficiente.
La investigación, titulada "Crystallinity Effects on Near-Infrared Photoresponse in Y6-Based Organic Phototransistors", ha sido publicada en la revista Small y cuenta con la participación de Lluís Casabona-Cendra, Carme Martínez-Domingo, Vick Y. Qiu, Xiaocen Dong, Dean Kos, Sergi Riera-Galindo, Mariano Campoy-Quiles, Ji-Seon Kim y Marta Mas-Torrent, miembros del grupo M4ELC Sustainable Electronics del ICMAB.
