Ultraschneller selbstgetriebener nahinfraroter Photodetektor und Bildgebungsarray basierend auf Zinn-Blei-Mischperowskit

LIU Jingjing ,  

YANG Zhichun ,  

BAO Haotian ,  

MENG Xinqin ,  

QI Minru ,  

YANG Changgang ,  

ZHANG Guofeng ,  

QIN Chengbing ,  

XIAO Liantuan ,  

JIA Suotang ,  

摘要

Zinn-Blei (Sn-Pb) Mischperowskite haben aufgrund ihrer hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften eine schnelle Entwicklung im Bereich der nahinfraroten Photodetektoren erfahren. Aufgrund ihrer inhärenten schnellen Kristallisationseigenschaften und des Problems der leichten Oxidation von Sn2+ stellt die Realisierung leistungsstarker Sn-Pb-Mischphotodetektoren jedoch weiterhin eine große Herausforderung dar. Um dieses Problem zu lösen, wurde in dieser Studie das multifunktionale Molekül 2,3-Difluoroanilin (DBM) eingeführt, um den Kristallisationsprozess des Sn-Pb-Mischperowskits zu steuern und die Oxidation von Sn2+ zu verzögern, wodurch die Filmbeschaffenheit effektiv verbessert wird. Im Vergleich zu den ursprünglichen Filmen weisen die mit DBM-Molekülen regulierten Sn-Pb-Mischperowskit-Filme eine hochgradig gleichmäßige Morphologie, deutlich reduzierte Rauheit und Defektdichte auf. Basierend auf diesen regulierten Filmen wurde ein selbstgetriebener nahinfraroter Photodetektor mit einem spektralen Ansprechbereich von 300 bis 1100 nm, einer maximalen Empfindlichkeit von 0,51 A·W-1, einer spezifizierten Detektionsrate von bis zu 2,46 × 1011 Jones im nahinfraroten Bereich (780–1100 nm), einem linearen Dynamikbereich von über 152 dB und einer Ansprechzeit von 123/464 ns hergestellt. Darauf basierend zeigte eine 5 × 5 Photodetektor-Array eine hervorragende Bildgebungsfähigkeit im nahinfraroten Bereich (bis zu 980 nm). Diese Arbeit fördert nicht nur die schnelle Entwicklung von Sn-Pb-Mischperowskiten im Bereich der nahinfraroten Detektion und Bildgebung, sondern legt auch die Grundlage für ihre Kommerzialisierung.

关键词

Zinn-Blei-Mischperowskit;nahinfraroter Photodetektor;Bildgebungsarray;Oxidation;Kristallisationssteuerung

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