鈣鈦礦材料具有較高的光吸收系數(shù)、載流子遷移率、較低的缺陷態(tài)濃度等優(yōu)異的光電性質，近年來引發(fā)關注。氧化鋅可以鈍化鈣鈦礦并消除其表面和晶界上的陷阱態(tài)，有利于載流子的傳輸，從而改善其光電性能。一維和三維微納材料具有不同尺寸的協(xié)同優(yōu)勢，且其大的異質結面積和高吸收截面可能帶來獨特的光電性能。
CsPbBr3-ZnO異質結的生長機理與形貌表征圖
近日，國家納米科學中心研究員孫連峰課題組與研究員謝黎明課題組合作，設計制備出一種三維鈣鈦礦-一維氧化鋅(CsPbBr3-ZnO)p-n異質結。這種異質結表現(xiàn)出了優(yōu)異的整流特性(整流比~106)。作為光電探測器，它覆蓋了紫外到可見光波段。在254 nm的光照下可獲得高的光電開關比(107)、響應度(3.5×103 A/W)、檢測率(6.59×1014 Jones)和外量子效率(1.7×106 %)。在473 nm激光照射下，開關比和響應度分別為103和41.5 A/W。研究發(fā)現(xiàn)，CsPbBr3-ZnO異質結中光生載流子的弛豫長度比CsPbBr3晶體中的弛豫長度更長，且異質結中載流子的弛豫長度可通過外部電場調節(jié)CsPbBr3和ZnO之間的勢壘來進一步控制。該方法將為混合維異質結構的電子和光電性質的基礎研究提供一個新的材料平臺。相關研究成果發(fā)表在Nano Today上。
國家納米中心博士研究生劉佳和博士劉風景為論文的共同第一作者;孫連峰、謝黎明、副研究員李勇軍為論文的共同通訊作者。研究工作得到科學技術部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)、廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院等的支持。
