全無機鈣鈦礦光電探測器動力學研究中取得新進展

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所復雜分子體系反應動力學研究組研究員韓克利團隊在全無機鈣鈦礦光電探測器動力學研究中取得新進展。該研究團隊發(fā)現(xiàn)全無機鈣鈦礦微晶（CsPbBr3）激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴散行為，以此制備出的光電探測器具有超高靈敏度和快速時間響應。相關研究成果發(fā)表在《先進材料》上。

　　光電探測器在信號處理、通訊、生物成像等領域發(fā)揮重要作用。目前基于全無機鈣鈦礦的光電探測器無法同時實現(xiàn)高靈敏度和快速響應，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器的電荷收集效率很低?；谶@些材料的光電探測器通常靈敏度較低，響應時間長。

　　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現(xiàn)高性能光電探測器的重要因素。該研究團隊于2016年制備出有機—無機雜化鈣鈦礦微晶。在此基礎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。研究其時間分辨發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)單光子激發(fā)的熒光衰減動力學依賴其發(fā)光波長，而雙光子激發(fā)的熒光衰減動力學與發(fā)射波長無關。分析表明CsPbBr3微晶激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴散行為，并且載流子遷移率超過100cm2V-1S-1。通過構建CsPbBr3微米尺度的光電探測器可實現(xiàn)高效的電荷收集，該光電探測器具有超高的響應度（104A/W），刷新了目前有報道的全無機鈣鈦礦光電探測器的最高值，并可同時實現(xiàn)單光子和雙光響應。此外，該光電探測器具有快速響應時間（1ms）。該工作為制備高性能光電探測器提供了新思路。

　　上述工作得到國家自然科學基金重點項目等的資助。

　　論文鏈接 

大連化物所全無機鈣鈦礦光電探測器動力學研究取得新進展