Polarisatiegevoelige fotodetectie met behulp van 2D/3D perovskiet heterostructuur kristal

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Polarisatiegevoelige fotodetectie met behulp van 2D/3D perovskiet-heterostructuurkristal

(a) Schematische structuur van gepolariseerde lichtdetector. (b) Fotogeleiding evenwijdig aan en loodrecht op het grensvlak. (c) Fotogeleidingsanisotropie versus excitatievermogen. (d) Hoek-opgeloste fotostroom als functie van de polarisatiehoek gemeten bij 405 nm onder nulvoorspanning. (e) Experimentele polarisatieverhoudingen van enkele gerapporteerde gepolariseerde lichtdetectoren. (f) Hoekafhankelijke fotostroom van het huidige apparaat gemeten bij verschillende temperaturen. CREDIT @Science China Pers

Abstract:
Polarisatiegevoelige fotodetectoren, gebaseerd op anisotrope halfgeleiders, hebben grote voordelen getoond in gespecialiseerde toepassingen, zoals astronomie, teledetectie en polarisatie-divisie multiplexing. Voor de actieve laag van polarisatiegevoelige fotodetectoren richten recente onderzoeken zich op tweedimensionale (2D) organisch-anorganische hybride perovskieten, waarbij anorganische platen en organische afstandhouders afwisselend zijn gerangschikt in parallelle gelaagde structuren. Vergeleken met anorganische 2D-materialen, belangrijker nog, maakt de toegankelijkheid van hybride perovskieten het mogelijk om hun grote kristallen tegen lage kosten te verkrijgen, wat opwindende mogelijkheden biedt om kristal-out-of-plane anisotropie op te nemen voor polarisatiegevoelige fotodetectie. Echter, beperkt door de absorptie-anisotropie van de materiaalstructuur, blijft de polarisatiegevoeligheid van een dergelijk apparaat laag. Er is dus dringend behoefte aan een nieuwe strategie om 2D-hybride perovskieten met grote anisotropie voor polarisatiegevoelige fotodetectie te ontwerpen.

Polarisatiegevoelige fotodetectie met behulp van 2D / 3D perovskiet heterostructuur kristal

Peking, China | Geplaatst op 4 mei 2021

Heterostructuren bieden een aanwijzing om deze uitdaging aan te gaan. Enerzijds kan de constructie van heterostructuren de optische absorptie en vrije-dragerdichtheden van de composiet verbeteren. Aan de andere kant kan het ingebouwde elektrische veld bij de heterojunctie de door foto's gegenereerde elektron-gatparen ruimtelijk scheiden, waardoor de recombinatiesnelheid aanzienlijk wordt verlaagd en de gevoeligheid voor polarisatiegevoelige fotodetectoren verder wordt vergroot. Daarom zou het construeren van enkelkristallijne heterostructuren van anisotrope 2D hybride perovskieten apparaten met een hoge polarisatiegevoeligheid opleveren.

In een nieuw onderzoeksartikel gepubliceerd in de in Peking gevestigde National Science Review creëren wetenschappers van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, de Chinese Academie van Wetenschappen, een 2D/3D heterostructuurkristal, waarbij de 2D-hybride perovskiet wordt gecombineerd met zijn 3D-tegenhanger; en bereik polarisatiegevoelige fotodetectie met recordhoge prestaties. Anders dan het voorgaande werk maken apparaten gebaseerd op het heterostructuurkristal bewust gebruik van de anisotropie van 2D-perovskiet en het ingebouwde elektrische veld van de heterostructuur, waardoor de eerste demonstratie mogelijk wordt van een op perovskiet-heterostructuur gebaseerde polarisatiegevoelige fotodetector die werkt zonder de noodzaak van externe energietoevoer. Met name de polarisatiegevoeligheid van het apparaat overtreft alle gerapporteerde op perovskiet gebaseerde apparaten; en kan concurreren met conventionele op anorganische heterostructuur gebaseerde fotodetectoren. Verdere studies onthullen dat het ingebouwde elektrische veld dat wordt gevormd op de heterojunctie deze foto-gegenereerde excitonen efficiënt kan scheiden, waardoor hun recombinatiesnelheid wordt verminderd en daardoor de prestaties van de resulterende polarisatiegevoelige fotodetector worden verbeterd.

"Hoge polarisatiegevoeligheid wordt met succes bereikt in een zelfaangedreven polarisatiegevoelige fotodetector op basis van een enkelkristallijne 2D/3D hybride perovskiet-heterostructuur die wordt gekweekt via een delicate oplossingsmethode", beweert de auteur, "Deze innovatieve studie verbreedt de materiaalkeuze die kunnen worden gebruikt voor hoogwaardige polarisatiegevoelige fotodetectoren, en dienovereenkomstig de ontwerpstrategieën.

###

Dit onderzoek ontving financiering van de National Natural Science Foundation of China, het Key Research Program of Frontier Sciences van de Chinese Academy of Sciences (CAS), de Natural Science Foundation van de provincie Fujian, het Strategic Priority Research Program van de CAS en de Youth Innovatiebevordering van CAS.

####

Over Science China Press
The National Science Review is het eerste uitgebreide wetenschappelijke tijdschrift dat in het Engels in China is uitgegeven en dat tot doel heeft de snel oprukkende gemeenschap van wetenschappers in het land te verbinden met de wereldwijde grenzen van wetenschap en technologie. Het tijdschrift wil ook een wereldwijde schijnwerper schijnen op de vooruitgang van wetenschappelijk onderzoek in China.

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Junhua Luo

Auteursrecht © Science China Press

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: