实验室在紫外窄带无铅钙钛矿光电探测器方面取得进展

文章作者: 访问次数: 发布时间:2019-12-30

近日,我实验室在基于无铅钙钛矿材料的紫外窄带光电探测器研究方面取得重要进展,相关成果以郑州大学为第一单位发表于国际知名期刊《Materials Horizons》(影响因子:14.356)上(Highly Stable and Spectrum-Selective Ultraviolet Photodetectors Based on Lead-Free Copper-Based Perovskites,Materials Horizons, 2019, DOI: 10.1039/C9MH01371G)。论文第一作者是我院2017级博士研究生李营,通讯作者为我院史志锋副教授、李新建教授以及复旦大学方晓生教授。

一直以来,具有高光谱选择性的紫外光电探测器在荧光检测、成像、紫外线光疗和生物医学传感等方面有着重要的应用。然而,目前基于传统方法制备的窄带探测器存在成本高、结构复杂和难以集成等问题。金属卤化物钙钛矿材料具有较大的光吸收系数,较高且平衡的载流子传输能力,这使得其成为高性能光电探测器的重要候选材料之一。尽管已有很多文献报道了基于钙钛矿材料的窄带探测器,但均工作在可见和近红外光波段,而针对紫外光的窄带光探测研究尚未见报道。本文从材料定向合成出发,采用低温溶液法成功制备出高质量的无铅Cs3Cu2I5薄膜。进一步,通过构建Cs3Cu2I5/GaN异质结,并利用电荷收集窄化的思路成功获得了具有高光谱选择性的紫外光探测,响应窗口为300−370 nm。更重要的是,不同于传统的铅卤化物钙钛矿,Cs3Cu2I5材料具有优异的抗紫外线、环境水/氧和热稳定性,因此未封装的器件可以在空气环境中连续高温(373K)工作。此外,通过将该器件作为感光单元,成功实现了紫外成像应用。上述研究成果为环境友好型钙钛矿紫外窄带探测器研究提供了新的方案。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省高层次人才特殊支持计划-中原青年拔尖人才和郑州大学物理学科推进计划的支持。

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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/mh/c9mh01371g#!divAbstract


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