科學網—製備最高靈敏度鈣鈦礦光電探測器

2020-11-30 科學網

 

本報訊 中科院理化技術研究所博士吳雨辰以及中科院院士江雷領導的課題組與中外科學家合作，製備出高質量的二維鈣鈦礦單晶納米線陣列，首次發現二維鈣鈦礦納米線的邊緣態光電導效應，並實現了目前世界上最高靈敏度的鈣鈦礦光電探測器。相關成果日前發表於《自然—電子學》雜誌。

有機—無機鈣鈦礦材料具有優異的光電性質，應用於製備高效率太陽能電池和發光二極體。鈣鈦礦具備較高的載流子遷移率、較長的壽命和擴散距離，也是一類較為理想的光電探測器材料。但三維鈣鈦礦暗電流對光電探測器的信噪比有較大影響，發展受到限制。基於多晶薄膜的光電二極體檢測器，雖可抑制暗電流，但無法實現較大的光電導增益，器件靈敏度也不理想。

研究人員通過不對稱浸潤界面，控制二維鈣鈦礦的晶體生長。研究發現，製備得到的納米線取向單一，且導電的少層鈣鈦礦和丁胺基離子層層組裝，形成超晶格結構。通過測量不同高度納米線的螢光和光電導發現，鈣鈦礦層的邊緣能有效分裂激子，產生並傳導自由載流子，從而實現了優異的光電導。基於此納米線製備的光電探測器，比傳統的矽光電二極體性能高出2~3個數量級。（柯訊）

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41928-018-0101-5

《中國科學報》 (2018-08-15 第4版 綜合)

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