근적외선(NIR) 탐지 기술은 군사, 통신 및 산업 응용 분야에서 중요한 역할을 하며, 거대한 시장 수요가 NIR 광전 탐지기(PDs) 연구의 빠른 발전을 이끌고 있습니다. 이중광자 또는 다광자 펌핑 특성을 가진 희토류 첨가 업컨버전 나노입자(UCNPs)는 NIR 광자를 가시광자 또는 자외선 광자로 변환할 수 있으며, 더 넓은 밴드갭을 가진 반도체에서 흡수되어 성능이 우수한 업컨버전 PDs 제작이 가능합니다. 그러나 NIR 협대역 업컨버전 PDs 구현에는 희토류 이온의 낮은 형광 양자 효율과 탐지 가능한 업컨버전 발광을 위해 높은 펌핑 임계값이 필요한 문제 등 몇 가지 어려움이 있습니다. 본 연구에서는 NaYF₄∶4%Er UCNPs와 페로브스카이트 반도체 층을 결합하여 1,550 nm 협대역 업컨버전 PDs를 구현하였습니다. 국부 표면 플라즈몬 공명 효과를 갖는 은 나노막대층(Ag NRs)을 사용하여 UCNPs의 업컨버전 발광을 강화하고, 그 결과 업컨버전 PDs의 펌핑 임계값을 낮추었습니다. Ag NRs/NaYF₄∶4%Er UCNPs/MAPbI₃ 복합 구조 기반 PDs의 최적 응답도(R) 및 탐지율(D*)는 각각 약 48.5 mA/W 및 5.7×10⁸ Jones에 달합니다. 순수 UCNP/MAPbI₃ PDs와 비교하여 R과 D*가 1자리 수 향상되었습니다. 안정적인 근적외선 협대역 PDs를 제조하기 위한 간단한 전략을 성공적으로 구축하였습니다.

업컨버전 발광;국부 표면 플라즈몬 공명;국부장 조절;협대역 근적외선 광전 탐지기