Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Omoomi,Asghar Gholami
مسعود عمومی (استاد مشاور) اصغر غلامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Jahangard
فاطمه جهانگرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Organic photodetectors have unique properties such as mechanical flexibility, light weight, easy and low cost fabrication processes that have no need for lithography. These devices are widely used in sensors, scanners and other fields such as industry, medicine, military and astronomy which indicate the importance of these components. The development of optimized OPDs has attracted great attention recently. To improve the performance of such devices, the knowledge of their physical behavior and an accurate model are necessary. Thus, this research is devoted to exact modeling of organic photodetectors. To verify and evaluate its ability for providing reliable results and consistent with reality, the results of simulations have been compared with the experimental data extracted from one of the references. After verifying the model accuracy, we have used the results of prepared simulator to improve the device performance. Optimization of the desired structure has been achieved from two perspectives by changing materials and layers thickness. These factors increase the amount of absorbed optical power and consequently lead to increase of the output photocurrent. Analyzing the results show that there are a trade-off between the optimized bandwidth and the high sensitivity. In most cases, increasing the thickness of active layers leads to decrease the system bandwidth, but its effect on the sensitivity isn’t easily predictable. This is due to presence of thin layers i.e. comparable with illuminated optical wavelength, which have direct influence on optical electric field within the OPD structure. Adjustment the peak of optical intensity in absorbent areas by selecting the layers thicknesses, gives rise to increase the device sensitivity while having a few influence on reducing the bandwidth. Finally, the optimized structure is proposed by selecting materials and appropriate thickness of layers while considering the criteria of bandwidth and sensitivity. This optimization increase device sensitivity by 42.33 % however its bandwidth is decreased by 46.68 %. Keywords: Organic material, Photodetector, Exciton, Carrier drift and diffusion, Sensivity, Bandwidth.
آشکارسازهای نوری آلی دارای ویژگی‌های منحصر به فردی چون قابلیت انعطاف‌پذیری، وزن کم، فرآیندهای ساخت آسان و کم هزینه بدون نیاز به لیتوگرافی هستند. این قطعات در حسگرها، اسکنرها و سایر زمینه‌ها از قبیل صنعت، پزشکی، نظامی و فضانوردی کاربرد وسیعی دارندکه اهمیت چنین قطعاتی را خاطرنشان می‌سازد. توسعه‌ی قطعات بهینه همواره مورد توجه بوده است. برای بهبود عملکرد این قطعات، آگاهی از رفتار فیزیکی و مدل‌سازی دقیق آن ضروری است.بنابراین دراین پایان‌نامه از یک مدل فیزیکی دقیق برای بررسی آشکارسازهای نوری آلی استفادهشده است و سپس برای ارزیابی توانایی آن در ارائه‌ی نتایج قابل اعتماد و منطبق بر واقعیت، نتایج حاصل از شبیه‌سازی با داده‌های تجربی یکی از مراجع مقایسه شده‌اند. پس از اطمینان از صحت مدل‌سازی، از نتایج نرم‌افزار ارائه شده برای بهبود عملکرد قطعه استفاده شده است. بهینه‌سازی ساختار مطلوب از دو دیدگاه با تغییر مواد و ضخامت لایه‌ها حاصل شده‌است. اثر هر دو عامل به گونه‌ای است که سبب افزایش توان نوری جذب شده و به تبع آن افزایش جریان خروجی گردیدهاست. تحلیل نمودارها این نکته را یادآور می‌شود که بهینه‌سازی همزمان پهنای باند و حساسیت نیازمند مصالحه بین دو پارامتر مذکور است. معمولاً افزایش ضخامت لایه‌ها سبب کاهش پهنای باند می‌شود، اما تأثیر آن بر حساسیت به راحتی قابل پیش‌بینی نیست. این امر به دلیل حضور لایه‌های نازک با ضخامت‌هایی قابل قیاس با طول موج نور تابش شده است که به طور مستقیم بر میدان الکتریکی نوری ایجاد شده در ساختار آشکارساز نوری، اثرگذار است. تنظیم بیشینه‌ی میدان الکتریکی نوری در نواحی جاذب نور، از طریق طراحی ضخامت لایه‌ها، سبب افزایش حساسیت قطعه به همراه تأثیر کم در کاهش پهنای باند شدهاست. در نهایت یک ساختار بهینه با درنظر گرفتن پهنای باند و حساسیت پیشنهاد شده است که مواد و ضخامت‌های مناسب و بهینه را تعیین می‌کند. با تنظیم این پارامترها مقدار حساسیت آشکارساز نسبت به ساختار مرجع مورد بررسی42.33 درصد افزایش و پهنای باند آن 46.68 درصد کاهش یافت. کلید واژه‌ها: مواد آلی، آشکارسازهای نوری، اکسیتون، انتقال و انتشار حامل‌ها، حساسیت، پهنای باند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی