Ultraschneller selbstgetriebener nahinfraroter Photodetektor und Bildgebungsmatrix auf Basis von Sn-Pb-Misch-Perowskit

LIU Jingjing ,  

YANG Zhichun ,  

BAO Haotian ,  

MENG Xinqin ,  

QI Minru ,  

YANG Changgang ,  

ZHANG Guofeng ,  

QIN Chengbing ,  

XIAO Liantuan ,  

JIA Suotang ,  

摘要

Das Zinn-Blei (Sn-Pb) Misch-Perowskit hat sich aufgrund seiner hervorragenden photoelektrischen Eigenschaften im Bereich der nahen Infrarot-Photodetektoren schnell entwickelt. Aufgrund seiner inhärenten schnellen Kristallisationseigenschaft und des Problems der einfachen Oxidation von Sn2+ stellt die Realisierung von Hochleistungs-Sn-Pb-Misch-Photodetektoren jedoch weiterhin eine große Herausforderung dar. Um dieses Problem zu lösen, führte die Studie das multifunktionale Molekül 2,3-Difluorbenzylamin (DBM) ein, um den Kristallisationsprozess des Sn-Pb-Misch-Perowskits zu steuern und die Oxidation von Sn2+ zu verzögern, was die Filmqualität effektiv verbesserte. Im Vergleich zu den ursprünglichen Filmen weisen die mit DBM-Molekülen regulierten Sn-Pb-Misch-Perowskitfilme eine hochgradig gleichmäßige Morphologie, eine signifikant verringerte 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 hohen Spezifizitätsdetektivität 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. Darüber hinaus zeigte ein 5 × 5 Photodetektoren-Array, das auf dieser Grundlage hergestellt wurde, hervorragende Bildgebungsfähigkeiten im nahinfraroten Bereich (bis zu 980 nm maximal). 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

Sn-Pb-Misch-Perowskit; nahinfraroter Photodetektor; Bildgebungsmatrix; Oxidation; Kristallisationssteuerung

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