Fotodetector autossustentado baseado em monocristal de perovskita sem polimento

YU Di ,  

GAO Feng ,  

LI Lin ,  

摘要

Dispositivos fotoelétricos de monocristalino de perovskita tradicionais geralmente dependem do polimento mecânico para obter interfaces planas, mas esse processo inevitavelmente introduz danos significativos na rede cristalina e defeitos em níveis profundos de energia, resultando em aumento da corrente escura e ruído significativo nos dispositivos fotoelétricos, restringindo severamente seu desempenho. Para enfrentar esse problema, este artigo propõe uma estratégia de crescimento cristalino reverso assistida por substrato de wafers de silício, usando a superfície plana em nível atômico do silício para controlar o comportamento de nucleação e crescimento, conseguindo com sucesso o crescimento controlado de monocristais de perovskita de alta qualidade, obtendo diretamente uma superfície nativa plana sem texturas de crescimento. Um fotodetector autossustentado foi construído com eletrodos assimétricos de ouro/prata, e as características de resposta fotoelétrica à luz visível e raios X sob condições de incidência frontal e traseira foram sistematicamente estudadas. Com uma polarização de 0 V, a corrente de escuro do dispositivo foi tão baixa quanto 0,0145 nA, a razão de comutação sob incidência frontal de luz de 500 nm alcançou 196 vezes, e a responsividade máxima foi de 2,44 mA·W-1. Quando a luz incide pela parte traseira do dispositivo, a responsividade mudou de banda larga para banda estreita. Testes de raios X mostraram que, sob polarização de 0 V, a sensibilidade de detecção de raios X do dispositivo chegou a 3487 μC·Gyar-1·cm-2, com limite de detecção tão baixo quanto 21,99 nGyar·s-1. Este estudo oferece um caminho simples sem polimento para construir interfaces de monocristais de perovskita de alta qualidade e fornece uma nova rota tecnológica para desenvolver detectores fotoelétricos de monocristais de perovskita ultrassensíveis e de baixo custo.

关键词

Monocristal de perovskita; crescimento de monocristais; fotodetector; detecção de raios X

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