纳米成核点辅助结晶对钙钛矿光电探测器性能的影响
Effect of nano-nucleation sites assisted crystallization on performance of perovskite photodetector作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广州510006 广州计量检测技术研究院广州510663 泉州师范学院物理与信息工程学院福建省先进微纳光子技术与器件重点实验室泉州362000
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2022年第71卷第17期
页 面：365-373页
核心收录：
学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学]
基 金：福建省自然科学基金(批准号:2020J01778)资助的课题
摘 要：有机无机杂化钙钛矿材料因具有可调节的带隙宽度、优异的载流子传输性能、可低温溶液法制备等优点,近年来在光电器件的应用研究上受到了广泛的关注.对于平面光电导型探测器,电荷在两电极之间需横穿钙钛矿层,由于钙钛矿晶体的形成能较低,在晶界和薄膜表面易产生缺陷,光生载流子被缺陷阻挡而加剧激子的非辐射复合,造成器件光电性能下降.本文通过在钙钛矿界面层下方引入微量的氧化石墨烯纳米片作为钙钛矿晶体的有效成核点,使得钙钛矿晶体可依附于氧化石墨烯形核,降低钙钛矿晶体成核势垒的同时与钙钛矿形成铅-氧键,最终获得晶体颗粒增大、晶界数量减少、薄膜致密的钙钛矿层.由于氧化石墨烯在玻璃基底上的含量极低,大片玻璃基底裸露并与钙钛矿直接接触,因此钙钛矿层应视为制备在玻璃基底上.在氧化石墨烯纳米片的影响下钙钛矿与玻璃基底的接触更为紧密,有效降低界面间的激子非辐射复合概率,提高了界面间电荷传输性能.最终,在氧化石墨烯纳米片最优制备参数的影响下,钙钛矿光电探测器光电流相比空白对照器件提高了1个数量级,在3 V偏压下的开关电流比为5.22×10^(3),并且最优的光电探测器的光响应速度明显提高,上升时间为9.6 ms,下降时间为6.6 ms.
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