شبیه سازی و بررسی آشکارساز نوری ساخته شده از مواد آلی

آشکارسازهای نوری آلی دارای ویژگی های منحصر به فردی چون قابلیت انعطاف پذیری، وزن کم، فرآیندهای ساخت آسان و کم هزینه بدون نیاز به لیتوگرافی هستند. این قطعات در حسگرها، اسکنرها و سایر زمینه ها از قبیل صنعت، پزشکی، نظامی و فضانوردی کاربرد وسیعی دارند که اهمیت چنین قطعاتی را خاطرنشان می سازد. توسعه ی قطعات بهینه همواره مورد توجه بوده است. برای بهبود عملکرد این قطعات، آگاهی از رفتار فیزیکی و مدل سازی دقیق آن ضروری است. بنابراین دراین پایان نامه از یک مدل فیزیکی دقیق برای بررسی آشکارسازهای نوری آلی استفاده شده است و سپس برای ارزیابی توانایی آن در ارائه ی نتایج قابل اعتماد و منطبق بر واقعیت، نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی یکی از مراجع مقایسه شده اند. پس از اطمینان از صحت مدل سازی، از نتایج نرم افزار ارائه شده برای بهبود عملکرد قطعه استفاده شده است. بهینه سازی ساختار مطلوب از دو دیدگاه با تغییر مواد و ضخامت لایه ها حاصل شده است. اثر هر دو عامل به گونه ای است که سبب افزایش توان نوری جذب شده و به تبع آن افزایش جریان خروجی گردیده است. تحلیل نمودارها این نکته را یادآور می شود که بهینه سازی همزمان پهنای باند و حساسیت نیازمند مصالحه بین دو پارامتر مذکور است. معمولاً افزایش ضخامت لایه ها سبب کاهش پهنای باند می شود، اما تأثیر آن بر حساسیت به راحتی قابل پیش بینی نیست. این امر به دلیل حضور لایه های نازک با ضخامت هایی 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 بیشینه ی میدان الکتریکی نوری در نواحی جاذب نور، از طریق طراحی ضخامت لایه ها، سبب افزایش حساسیت قطعه به همراه تأثیر کم در کاهش پهنای باند شده است. در نهایت یک ساختار بهینه با درنظر گرفتن پهنای باند و حساسیت پیشنهاد شده است که مواد و ضخامت های مناسب و بهینه را تعیین می کند. با تنظیم این پارامترها مقدار حساسیت آشکارساز نسبت به ساختار مرجع مورد بررسی 42.33 درصد افزایش و پهنای باند آن 46.68 درصد کاهش یافت. کلید واژه ها: مواد آلی، آشکارسازهای نوری، اکسیتون، انتقال و انتشار حامل ها، حساسیت، پهنای باند.