전통적인 페로브스카이트 단결정 광전자 장치는 일반적으로 평탄한 계면을 얻기 위해 기계적 연마에 의존하지만, 이 과정은 불가피하게 심각한 격자 손상과 심층 에너지 결함을 초래하여 광전자 장치의 암전류 증가 및 노이즈의 현저한 증가로 이어져 성능을 크게 제한한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 실리콘 웨이퍼 기판 보조 결정종 역온 결정 성장 전략을 제안하였으며, 실리콘 웨이퍼의 원자 수준 평탄한 표면을 이용하여 핵생성과 성장 거동을 조절함으로써 고품질 페로브스카이트 단결정의 제어된 성장을 성공적으로 구현하고 평탄하며 성장 결이 없는 원생 표면을 직접 확보하였다. 금/은 비대칭 전극을 사용하여 자가 구동 광전 탐지기를 구축하였으며, 가시광선 및 X선의 정면 및 후면 입사 조건에서의 광전 반응 특성을 체계적으로 연구하였다. 0 V 편압 하에서 장치의 암전류는 0.0145 나노암페어에 불과하며, 500 nm 빛의 정면 입사 시 스위칭 비는 최대 196배에 달하고, 최대 응답도는 2.44 mA·W^-1이다. 광이 후면 입사할 경우, 응답도는 광대역에서 협대역으로 전환되었다. X선 테스트 결과, 0 V 편압 하에서 장치의 X선 탐지 감도는 3,487 μC·Gy_air^-1·cm^-2에 달하며, 탐지 한계는 21.99 nGy_air·s^-1로 매우 낮았다. 본 연구는 고품질 페로브스카이트 단결정 계면 구축을 위한 간단한 무연마 경로를 제공하며, 초민감하고 저비용의 페로브스카이트 단결정 광전 탐지기 개발을 위한 새로운 기술 경로를 제시한다.

페로브스카이트 단결정; 단결정 성장; 광전 탐지기; X선 탐지