大連化物所全無(wú)機(jī)鈣鈦礦光電探測(cè)器動(dòng)力學(xué)研究取得進(jìn)展

　　【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究組研究員韓克利團(tuán)隊(duì)在全無(wú)機(jī)鈣鈦礦光電探測(cè)器動(dòng)力學(xué)研究中取得新進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦微晶(CsPbBr3)激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴(kuò)散行為，以此制備出的光電探測(cè)器具有超高靈敏度和快速時(shí)間響應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。
 

 

　　光電探測(cè)器在信號(hào)處理、通訊、生物成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。目前基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦的光電探測(cè)器無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高靈敏度和快速響應(yīng)，如CsPbBr3鈣鈦礦薄膜具有較高陷阱態(tài)密度，而基于CsPbBr3鈣鈦礦單晶光電探測(cè)器的電荷收集效率很低。基于這些材料的光電探測(cè)器通常靈敏度較低，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。
 

　　低缺陷態(tài)密度、高載流子遷移率以及有效的電荷收集是實(shí)現(xiàn)高性能光電探測(cè)器的重要因素。該研究團(tuán)隊(duì)于2016年制備出有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦微晶。在此基礎(chǔ)上采用溶液法快速合成了具有較低缺陷態(tài)密度的CsPbBr3微晶。研究其時(shí)間分辨發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)單光子激發(fā)的熒光衰減動(dòng)力學(xué)依賴(lài)其發(fā)光波長(zhǎng)，而雙光子激發(fā)的熒光衰減動(dòng)力學(xué)與發(fā)射波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。分析表明CsPbBr3微晶激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴(kuò)散行為，并且載流子遷移率超過(guò)100cm2V-1S-1。通過(guò)構(gòu)建CsPbBr3微米尺度的光電探測(cè)器可實(shí)現(xiàn)的電荷收集，該光電探測(cè)器具有超高的響應(yīng)度(104A/W)，刷新了目前有報(bào)道的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦光電探測(cè)器的高值，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)單光子和雙光響應(yīng)。此外，該光電探測(cè)器具有快速響應(yīng)時(shí)間(1ms)。該工作為制備高性能光電探測(cè)器提供了新思路。
 

　　上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。
 

　　(原標(biāo)題：大連化物所全無(wú)機(jī)鈣鈦礦光電探測(cè)器動(dòng)力學(xué)研究取得進(jìn)展)