Polarisationsfølsom fotodetektion ved hjælp af 2D/3D Perovskite Heterostructure Crystal

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Home > Presse > Polarisationsfølsom fotodetektion ved hjælp af 2D/3D perovskit heterostrukturkrystal

(a) Skematisk struktur af polariseret lysdetektor. (b) Fotoledningsevne parallel og vinkelret på grænsefladen. (c) Fotokonduktivitetsanisotropi versus excitationskraft. (d) Vinkelopløst fotostrøm som funktion af polarisationsvinklen målt ved 405 nm under nul bias. (e) Eksperimentelle polarisationsforhold for nogle rapporterede polariserede lysdetektorer. (f) Vinkelafhængig fotostrøm af den aktuelle enhed målt ved forskellige temperaturer. KREDIT @Science China Press

Abstract:
Polarisationsfølsomme fotodetektorer, baseret på anisotrope halvledere, har udvist brede fordele i specialiserede applikationer, såsom astronomi, fjernmåling og polarisationsdelingsmultipleksing. For det aktive lag af polarisationsfølsomme fotodetektorer fokuserer nyere forskning på todimensionelle (2D) organisk-uorganiske hybridperovskiter, hvor uorganiske plader og organiske afstandsstykker alternativt er arrangeret i parallelle lagstrukturer. Sammenlignet med uorganiske 2D-materialer er det vigtigt, at løsningstilgængeligheden af hybride perovskiter gør det muligt at opnå deres store krystaller til lave omkostninger, hvilket giver spændende muligheder for at inkorporere krystal ud af planet anisotropi til polarisationsfølsom fotodetektion. Begrænset af materialestrukturens absorptionsanisotropi forbliver polarisationsfølsomheden af en sådan anordning imidlertid lav. Der er således et presserende behov for en ny strategi til at designe 2D hybride perovskiter med stor anisotropi til polarisationsfølsom fotodetektion.

Polarisationsfølsom fotodetektion ved hjælp af 2D/3D perovskit heterostrukturkrystal

Beijing, Kina | Udgivet den 4. maj 2021

Heterostrukturer giver et fingerpeg om at løse denne udfordring. På den ene side kan konstruktion af heterostrukturer forbedre komposittens optiske absorption og frie bærertætheder. På den anden side kan det indbyggede elektriske felt ved heterojunction rumligt adskille de fotogenererede elektron-hul-par, hvilket væsentligt reducerer rekombinationshastigheden og yderligere forbedrer følsomheden for polarisationsfølsomme fotodetektorer. Derfor ville konstruktion af enkeltkrystallinske heterostrukturer af anisotropiske 2D hybridperovskiter realisere enheder med høj polarisationsfølsomhed.

I en ny forskningsartikel offentliggjort i Beijing-baserede National Science Review, skaber forskere ved Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences en 2D/3D heterostrukturkrystal, der kombinerer 2D-hybridperovskitten med dens 3D-modstykke; og opnå polarisationsfølsom fotodetektion med rekordhøj ydeevne. Til forskel fra det tidligere arbejde udnytter enheder baseret på heterostrukturkrystal bevidst anisotropien af 2D perovskit og det indbyggede elektriske felt af heterostruktur, hvilket muliggør den første demonstration af en perovskit heterostrukturbaseret polarisationsfølsom fotodetektor, der fungerer uden behov for ekstern energiforsyning. Især overgår enhedens polarisationsfølsomhed alle de rapporterede perovskit-baserede enheder; og kan være konkurrencedygtig med konventionelle uorganiske heterostruktur-baserede fotodetektorer. Yderligere undersøgelser viser, at det indbyggede elektriske felt, der dannes ved heterojunction, effektivt kan adskille disse fotogenererede excitoner, reducere deres rekombinationshastighed og derfor forbedre ydeevnen af den resulterende polarisationsfølsomme fotodetektor.

"Høj polarisationsfølsomhed opnås med succes i selvdrevet polarisationsfølsom fotodetektor baseret på en enkeltkrystallinsk 2D/3D hybrid perovskit heterostruktur, som er dyrket via en delikat løsningsmetode," hævder forfatteren, "Denne innovative undersøgelse udvider valget af materialer der kan bruges til højtydende polarisationsfølsomme fotodetektorer og tilsvarende designstrategierne."

###

Denne forskning modtog støtte fra National Natural Science Foundation of China, Key Research Program of Frontier Sciences of the Chinese Academy of Sciences (CAS), Natural Science Foundation of Fujian Province, CAS's Strategic Priority Research Program og Youth. Innovationsfremme af CAS.

####

Om Science China Press
National Science Review er det første omfattende videnskabelige tidsskrift udgivet på engelsk i Kina, der har til formål at forbinde landets hurtigt fremadskridende samfund af videnskabsmænd med de globale grænser for videnskab og teknologi. Tidsskriftet har også til formål at sætte et verdensomspændende søgelys på videnskabelige forskningsfremskridt i hele Kina.

For mere information, klik link.

Kontaktpersoner:
Junhua Luo

Hvis du har en kommentar, tak Kontakt os.

Udstedere af nyhedsudgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlige for indholdets nøjagtighed.

Bogmærke: