Photodétecteur auto-alimenté basé sur un monocristal pérovskite sans polissage

YU Di ,  

GAO Feng ,  

LI Lin ,  

摘要

Les dispositifs photoniques monocristallins pérovskites traditionnels dépendent généralement du polissage mécanique pour obtenir une interface plane, mais ce processus introduit inévitablement de graves dommages au réseau et des défauts d'énergie profonde, entraînant une augmentation du courant d'obscurité et un bruit accru dans les dispositifs photoélectriques, ce qui limite fortement leurs performances. Pour résoudre ce problème, cet article propose une stratégie de croissance par cristallisation inverse assistée par substrat de plaquette de silicium, exploitant la surface atomiquement plane de la plaquette pour réguler la nucléation et la croissance, réalisant avec succès une croissance contrôlée de monocristaux de pérovskite de haute qualité, obtenant directement une surface native plane sans texture de croissance. Un photodétecteur auto-alimenté a été construit en utilisant des électrodes asymétriques en or/argent, et les caractéristiques de réponse photoélectrique à la lumière visible et aux rayons X sous incidence frontale et arrière ont été étudiées de manière systématique. À une tension de polarisation de 0 V, le courant d'obscurité de l'appareil était aussi bas que 0,0145 nA, avec un rapport marche/arrêt jusqu'à 196 fois sous une incidence lumineuse à 500 nm, et une responsivité maximale de 2,44 mA W-1. Lorsque l'appareil était éclairé en incidence arrière, sa responsivité passait d'une bande large à une bande étroite. Les tests aux rayons X ont montré qu'à 0 V, la sensibilité de détection aux rayons X de l'appareil atteignait 3487 μC Gyair-1 cm-2, avec une limite de détection aussi basse que 21,99 nGyair s-1. Cette étude offre une méthode simple sans polissage pour construire une interface monocristalline pérovskite de haute qualité et propose un nouveau chemin technologique pour développer des photodétecteurs monocristallins pérovskites ultrasensibles et économiques.

关键词

monocristal pérovskite;croissance monocristalline;photodétecteur;détection aux rayons X

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