최근 몇 년간, 하이브리드 페로브스카이트 반도체 재료는 조절 가능한 밴드갭, 높은 흡수 계수, 높은 전하 운반체 이동도, 저렴한 비용 등의 다양한 장점으로 인해 태양전지, 전기발광 소자, 광전 탐지기 등 광전자 소자 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 그중 페로브스카이트 단결정 박막은 결정립계가 없고 불순물 및 결함 함량이 낮은 특성으로 인해 더욱 우수한 광학적 및 전기적 특성을 나타내어 고성능 광전자 소자 제조에 이상적인 재료 시스템이 되고 있다. 그러나 페로브스카이트 단결정 박막은 공간 제한법을 사용하여 정공 수송층 위에 직접 성장시키는 경우가 많아 불가피하게 계면 결함 및 전하 운반체 층간 수송 문제를 초래하며, 이는 페로브스카이트 단결정 박막 광전 탐지기의 성능을 심각하게 제한한다. 이에 본 논문에서는 템플릿 박리법 공정 기술을 도입하여 페로브스카이트 단결정 박막 양측에 기능성 층 재료를 각각 증착하여 Cu/BCP/C₆₀/MAPbBr₃/MoO₃/Ag 구조의 페로브스카이트 단결정 박막 광전 탐지기를 제작하였다. 템플릿 박리법을 기반으로 양측에 증착된 기능성 층이 페로브스카이트 단결정 박막과 밀착되어 전하 운반체의 주입 및 이동을 효과적으로 개선하고, 최적화된 소자 구조 및 에너지 밴드 정합 등의 요인을 고려하여 고감도, 빠른 응답 특성의 페로브스카이트 단결정 박막 광전 탐지기를 구현할 수 있다. 개선된 소자의 스위칭 비율은 최대 3.1 × 10³, 감도는 7.15 A/W, 검출률은 5.39 × 10¹² 존스, 외부 양자 효율은 1794%에 달한다. 본 연구는 페로브스카이트 단결정 박막 광전 탐지기의 탐지 성능을 더욱 향상시키기 위한 실현 가능한 기술적 방안을 제시한다.

하이브리드 페로브스카이트 반도체 재료;페로브스카이트 단결정 박막;템플릿 박리법;광전 탐지기