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Wafer-scale heterogeneous integration of self-powered lead-free metal halide UV photodetectors with ultrahigh stability and homogeneity

引用

Journal of Materials Science & Technology 2023年第33期164卷 150-159页

作者： Ming Deng Ziqing Li Xiaolei Deng Ying Hu Xiaosheng Fang Department of Materials Science State Key Laboratory of Molecular Engineering of PolymersFudan UniversityShanghai 200433China Shanghai Frontiers Science Research Base of Intelligent Optoelectronics and Perception Institute of OptoelectronicsFudan UniversityShanghai 200433China

Large-scale growth and heterogeneous integration with existing semiconductors are the main obstacles to the application of metal halide perovskites in ***,a universal vacuum evaporation strategy is presented to prepare copper halide films with wafer-scale spatial *** from the electric field manipulation method,the built-in electric fields are optimized and further boost the self-powered UV photodetecting performances of common wide-bandgap semiconductors by more than three orders of ***,with effective modulation of the interfacial charge dynamics,the as-fabricated GaN-substrate heterojunction photodetector demonstrates an ultrahigh on/off ratio exceeding 107,an impressive responsivity of up to 256 mA W^(-1),and a remarkable detectivity of 2.16×10^(13) Jones at 350 nm,0 V ***,the device exhibits an ultrafast response speed(t r/t d=716 ns/1.30 ms),an ultra-narrow photoresponse spectrum with an FWHM of 18 nm and outstanding continuous operational stability as well as long-term ***,a 372-pixel light-powered imaging sensor array with the coefficient of variation of photocurrents reducing to 5.20%is constructed,which demonstrates exceptional electrical homogeneity,operational reliability,and UV imaging *** strategy provides an efficient way for large-scale integration of metal halide perovskites with commercial semiconductors for miniature optoelectronic devices.

关键词： Photodetector lead-free metal halide Wafer-scale Vacuum evaporation Imaging sensor

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