従来のペロブスカイト単結晶光電デバイスは、平坦な界面を得るために通常機械研磨に依存しているが、この過程で避けられない格子損傷や深いエネルギーレベルの欠陥が導入され、光電デバイスの暗電流の増加やノイズの著しい増加を招き、性能に深刻な制約を与えている。これらの問題に対処するため、本研究ではシリコンウェハ基板を補助とした種結晶の逆温度結晶成長戦略を提案し、シリコンウェハの原子レベルの平坦な表面を利用して核形成と成長挙動を制御し、高品質なペロブスカイト単結晶の制御成長に成功し、平坦で成長模様のない原生表面を直接得た。金/銀の非対称電極を用いて自駆動型光電検出器を構築し、可視光およびX線の正面・背面入射条件下での光電応答特性を体系的に研究した。0 Vバイアス下で、装置の暗電流は0.0145 nAと低く、500 nm光の正面入射ではスイッチング比が最大196倍、最大感度は2.44 mA·W^-1であった。光の背面入射時には、応答度が広帯域から狭帯域に変化した。X線試験では、0 Vバイアス下で装置のX線検出感度は3487 μC·Gy_air^-1·cm^-2に達し、検出下限は21.99 nGy_air·s^-1と極めて低かった。本研究は、高品質なペロブスカイト単結晶界面の構築に簡便な無研磨の経路を提供し、超高感度かつ低コストのペロブスカイト単結晶光電検出器の開発に新たな技術的道筋を示した。

ペロブスカイト単結晶;単結晶成長;光電検出器;X線検出