摘要
有机光电探测器是一种利用有机材料作为光电转换层的光电器件，可以将光信号转换为电信号。有机材料具有低成本、易于制备、柔性、轻薄等优点，因此在柔性电子学、可穿戴设备、光电显示等领域具有广泛应用。有机光电探测器的性能主要取决于有机光电转换材料的特性，因此材料设计是研究有机光电探测器的重要环节。研究人员一般通过实验的方法进行有机材料的设计和合成，随后经过材料沉积、光刻和电极沉积等步骤制备成新型的有机光电探测器。 相比与通过使用实验制备有机光电探测器，使用计算机进行仿真拥有节省成本、可重复性好、可控性强等诸多优点。在模拟有机光电探测器的过程中，我们需要考虑许多因素，包括器件的结构、有机半导体材料的性质、电子和空穴的输运过程等。为了获得准确的模拟结果，我们需要使用合适的物理模型和适当的参数。然而，因为有机半导体材料的性质相对复杂、理论模型的建立相对困难，导致有机光电探测器的相关仿真研究较少、仿真结果不够准确。 本文使用SilvacoTCAD半导体仿真软件，结合研究实例，建立了一种活性层由宽带隙聚合物PBDTTT-C-T作为给体以及稠合八烷基小分子FOIC作为受体构成的混合物所制成的宽带有机光电探测器仿真模型。通过对目前在有机半导体领域较为常见的物理模型进行研究并带入仿真，以及对在仿真过程中所涉及到的诸多相关材料参数的优化选择，最终确定了最优的仿真模型。通过仿真结果，我们发现，所使用的参数和物理模型能够较好地解释和预测器件的性能，并且与实验结果相符合。进一步的，我们模拟了一部分诸如电场强度、载流子浓度等不易由实验所直观观测到的数据，结果与理论预期相吻合。由此，本文认为模拟过程中所使用到的参数以及物理模型具有较好的可信度和使用价值，可以为同类型光电探测器的模拟与研究提供有益借鉴。有助于提高有机光电探测器的设计和优化效率，加快光电器件的研发进程。
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