剥离的F₁₆CuPc纳米片的电荷传输行为与超灵敏光响应性能

摘要： 空气稳定的光敏性十六氟酞菁铜(F16CuPc)是有机电子学和光电子学领域极具前景的n型半导体材料。然而基于F16CuPc器件的性能受限于其薄膜较差的结晶性。本研究通过分析温度依赖的载流子迁移率和电导率，探究了从针状块体单晶机械剥离获得的F16CuPc纳米片的电荷传输与电接触行为——在不同温度区间和载流子浓度下，多重陷阱/释放机制与能带传输机制共同主导电荷输运过程?；贔16CuPc纳米片的场效应晶体管(FET)展现出高导通电流和开关比，较已报道的F16CuPc纳米线、薄膜及纳米带提升一个数量级。此外，即使在极低工作源漏电压(1V)下，基于该纳米片的光电晶体管在300-750nm光谱范围内仍呈现优异光电响应性能：最大光电响应度达19 AW?1，探测率达8×1012 Jones，响应速度达36毫秒，这归因于纳米片的单晶特性及其带来的高效激子扩散与电荷传输。本研究表明具有单晶特征的二维有机纳米片有望成为柔性电子与光电器件的理想候选材料。