2D/3D ペロブスカイトヘテロ構造結晶を使用した偏光感受性光検出

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(a) 偏光検出器の概略構造。 (b) 界面に平行および垂直な光伝導性。 (c) 光導電率異方性対励起電力。 (d) ゼロバイアス下で 405 nm で測定した偏光角の関数としての角度分解光電流。 (e) 報告されているいくつかの偏光検出器の実験的な偏光比。 (f) 異なる温度で測定された本デバイスの角度依存の光電流。クレジット @Science China Press

要約：
異方性半導体をベースにした偏光感受性光検出器は、天文学、リモートセンシング、偏光分割多重化などの特殊な用途で幅広い利点を示しています。偏光感受性光検出器の活性層について、最近の研究は、無機スラブと有機スペーサーが平行層構造で交互に配置された二次元（2D）有機-無機ハイブリッドペロブスカイトに焦点を当てています。無機 2D 材料と比較して重要なことは、ハイブリッドペロブスカイトは溶液へのアクセスが容易であるため、大きな結晶を低コストで入手できるため、偏光に敏感な光検出に結晶の面外異方性を組み込む素晴らしい機会を提供します。しかし、材料構造の吸収異方性によって制限されるため、このようなデバイスの偏光感度は低いままです。したがって、偏光感受性光検出用に大きな異方性を備えた 2D ハイブリッドペロブスカイトを設計する新しい戦略が緊急に必要とされています。

2D / 3Dペロブスカイトヘテロ構造結晶を使用した偏光に敏感な光検出

北京、中国| 4年2021月XNUMX日に投稿

ヘテロ構造は、この課題に対処する手がかりを提供します。一方で、ヘテロ構造の構築により、複合材料の光吸収と自由キャリア密度を向上させることができます。一方、ヘテロ接合に組み込まれた電場は、光生成された電子正孔対を空間的に分離することができ、再結合率を大幅に低下させ、偏光感受性光検出器の感度をさらに高めます。したがって、異方性 2D ハイブリッドペロブスカイトの単結晶ヘテロ構造を構築すると、高い偏光感度を備えたデバイスが実現すると考えられます。

北京に本拠を置くNational Science Reviewに掲載された新しい研究論文では、中国科学院福建省物質構造研究所の科学者らが、2Dハイブリッドペロブスカイトとその3D対応物を組み合わせた2D/3Dヘテロ構造結晶を作成した。記録的な高性能で偏光に敏感な光検出を実現します。これまでの研究とは異なり、ヘテロ構造結晶に基づくデバイスは、2D ペロブスカイトの異方性とヘテロ構造の内蔵電場を意図的に活用し、外部電源を必要とせずに動作するペロブスカイトヘテロ構造ベースの偏光感受性光検出器の最初の実証を可能にします。エネルギー供給。特に、このデバイスの分極感度は、報告されているすべてのペロブスカイトベースのデバイスを上回っています。従来の無機ヘテロ構造ベースの光検出器と競合することができます。さらなる研究では、ヘテロ接合で形成される内蔵電場が光生成励起子を効率的に分離し、再結合率を低下させ、結果として得られる偏光感受性光検出器の性能を高めることができることを明らかにしている。

「繊細な溶液法で成長させた単結晶 2D/3D ハイブリッドペロブスカイトヘテロ構造をベースにした自己駆動偏光感受性光検出器で、高い偏光感度を達成することに成功しました。」と著者は主張しています。これは、高性能の偏光感受性光検出器、およびそれに応じた設計戦略に使用できます。」

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この研究は、中国国家自然科学財団、中国科学院（CAS）のフロンティア科学重点研究プログラム、福建省自然科学財団、CASおよび青少年の戦略的優先研究プログラムから資金提供を受けた。 CASのイノベーション推進。

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Science China Pressについて
National Science Reviewは、中国で急速に進歩している科学者のコミュニティと科学技術のグローバルフロンティアをリンクすることを目的とした、中国で英語でリリースされた最初の包括的な学術誌です。ジャーナルはまた、中国全体の科学研究の進歩に世界的なスポットライトを当てることを目指しています。

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コンタクト：
ルオ・ジュンファ

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