快速响应的垂直结构二维钙钛矿光电探测器
Fast-Response Vertical-Structure Two-Dimensional Perovskite Photodetector
张海博 1冀婷 1何嘉玉 1石林林 1李国辉 1崔艳霞1
作者信息
- 1. 太原理工大学光电工程学院,山西太原030024
- 折叠
摘要
制备基于二维钙钛矿(PEA)2(MA)4Pb5I16[PEA为C6H5(CH2)NH3,MA为CH3NH3]的垂直结构光电探测器,当二维钙钛矿薄膜厚度为280 nm时,器件的亮电流最大,500 nm处外量子效率达到90％,响应率达到0.37 A/W,探测率达到3.4×1012Jones(1 Jones=1cm·Hz1/2/W).当二维钙钛矿薄膜厚度减小时,器件的响应时间没有持续减小,而在其厚度为80nm时器件的响应时间最短,这是受载流子渡越时间和钙钛矿薄膜质量双重影响下的结果.在二维钙钛矿薄膜厚度为80 nm的基础上,通过减小器件的有效面积,其最终实现了 113 ns的响应时间.本工作对推动低成本快速响应光电探测器的发展有着重要意义.
Abstract
A vertical-structure photodetector based on two-dimensional perovskite(PEA)2(MA)4Pb5I16[PEA is C6H5(CH2)NH3,MA is CH3NH3]is fabricated and its property is analyzed.The photocurrent of the device reaches a maximum when the thickness of the two-dimensional perovskite thin film is 280 nm,while at 500 nm,the external quantum efficiency reaches 90％,the responsivity reaches 0.37 A/W,and the detectivity reaches 3.4×1012 Jones(1 Jones=1 cm·Hz1/2/W).The response time of the device does not continue to decrease as the thickness of two-dimensional perovskite thin film decreases,but reaches a minimum at the thickness of 80 nm due to the effect of carrier transit time and the quality of perovskite thin film.By fixing the thickness of the two-dimensional perovskite film at 80 nm,we finally achieve a response time of 113 ns by reducing the effective area of the device.This work is of great significance to promote the development of low-cost and fast-response photodetectors.
关键词
光电探测器/二维钙钛矿/快速响应/垂直结构Key words
photodetector/two-dimensional perovskite/fast response/vertical structure引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(61922060)
国家自然科学基金(62174117)
国家自然科学基金(U21A20496)
国家自然科学基金(61805172)
国家自然科学基金(12104334)
国家自然科学基金(61905173)
国家自然科学基金(62205235)
山西省重点研发国际合作计划(201803D421044)
山西省自然科学基金(20210302123154)
山西省自然科学基金(20210302123169)
山西省高等学校科技成果转化培育项目(2020CG013)
山西省重点研发计划(202102150101007)
吕梁市高层次科技人才引进专项项目(Rc2020206)
吕梁市高层次科技人才引进专项项目(Rc2020207)
出版年
2024
NETL
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