Forskere foreslår ny gas-fast reaktion til højhastigheds perovskit fotodetektor

Et nyligt papir udgivet i Nano viste, at gas-fast-reaktionsmetoden giver fuld dækning af perovskitfilmen og undgår skader fra det organiske opløsningsmiddel, hvilket er gavnligt for lysindfangning og elektrontransport, hvilket resulterer i en hurtigere responstid og stabilitet for perovskit-fotodetektorer.

Pervoskitmaterialer har længe været betragtet som kandidater inden for halvlederfremstilling på grund af deres egenskaber med høj lysabsorption, transportørmobilitet og bredere lysspektrum. De anvendes i vid udstrækning i solceller, lysemitterede enheder og fotodetektorer. Imidlertid, det organiske opløsningsmiddel i den traditionelle opløsningsmetode vil beskadige perovskitfilmen og danne ustabile faser under synteseprocessen, som får perovskitfilmen til at nedbrydes hurtigt under våde forhold, begrænser den praktiske anvendelse af perovskite-enheder. I betragtning af opløsningsmidlets betydelige indflydelse, et team af forskere fra Dongchang College ved Liaocheng University og Hefei University of Technology foreslog en ny gas-fast proces til fremstilling af perovskitfilmen. Denne ikke-opløsningsmiddeltilgang giver høj krystallisation og fuld dækkende film i systemer med lavere vakuum og lav temperatur.

Forskerne undersøgte morfologien, lysabsorption og perovskitfilmens krystalfaser ved de forskellige udglødningstemperaturer efter gasreaktion for at opnå perovskitfilmen af ​​høj kvalitet. Enhederne udviste høj responsivitet og detektivitet af 5.87AW-1 og 1012 Jones. Enhedens responstid er estimeret til at være 248 μs/207 μs, hvilket er hurtigere end de fleste tidligere rapporter via løsningsmetoden. Bemærkelsesværdigt, responsiviteten og detektiviteten er estimeret til at være 0,26 AW-1, 2,13×1010 Jones efter varig eksponering i luft (25 ^o C, RH~40%) i op til to måneder. Denne forbedring af anordningernes stabilitet viser, at den velkontrollerede dampaflejringsmetode tillader en grundig fjernelse af de resterende opløsningsmidler (dvs. DMF, DMSO et. al) og fremmer således effektivt en højkvalitets krystallisation af perovskitkorn, reducere de metastabile faser blandt de tynde film.

Dette arbejde blev finansieret af Science and Technology Plan Project fra Shandong Higher Education Institutions, NSFC og Open Research Fund of State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology of China.