Fotodetekcja wrażliwa na polaryzację przy użyciu kryształu heterostruktury perowskitu 2D/3D

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Strona główna > Naciśnij przycisk > Fotodetekcja wrażliwa na polaryzację przy użyciu kryształu heterostruktury perowskitu 2D/3D

(a) Schematyczna budowa detektora światła spolaryzowanego. (b) Fotoprzewodnictwo równoległe i prostopadłe do granicy faz. (c) Anizotropia fotoprzewodnictwa w funkcji mocy wzbudzenia. ( d ) Fotoprąd rozdzielony pod kątem jako funkcja kąta polaryzacji mierzonego przy 405 nm przy zerowym odchyleniu. (e) Eksperymentalne współczynniki polaryzacji niektórych zgłoszonych detektorów światła spolaryzowanego. (f) Zależny od kąta fotoprąd niniejszego urządzenia mierzony w różnych temperaturach. CREDIT @Science China Press

Abstrakcyjny:
Fotodetektory wrażliwe na polaryzację, oparte na anizotropowych półprzewodnikach, wykazały szerokie zalety w specjalistycznych zastosowaniach, takich jak astronomia, teledetekcja i multipleksowanie z podziałem polaryzacji. W przypadku warstwy aktywnej fotodetektorów wrażliwych na polaryzację ostatnie badania koncentrują się na dwuwymiarowych (2D) organiczno-nieorganicznych hybrydowych perowskitach, w których nieorganiczne płyty i organiczne elementy dystansowe są alternatywnie rozmieszczone w równoległych warstwowych strukturach. W porównaniu z nieorganicznymi materiałami 2D, co ważne, dostępność rozwiązań hybrydowych perowskitów umożliwia uzyskanie ich dużych kryształów po niskich kosztach, oferując ekscytujące możliwości włączenia krystalicznej anizotropii poza płaszczyzną do fotodetekcji wrażliwej na polaryzację. Jednak, ograniczona anizotropią absorpcji struktury materiału, czułość polaryzacyjna takiego urządzenia pozostaje niska. Dlatego pilnie potrzebna jest nowa strategia projektowania perowskitów hybrydowych 2D o dużej anizotropii do fotodetekcji wrażliwej na polaryzację.

Fotodetekcja wrażliwa na polaryzację przy użyciu kryształu o heterostrukturze perowskitu 2D / 3D

Pekin, Chiny | Opublikowano 4 maja 2021 r

Heterostruktury dostarczają wskazówek, jak sprostać temu wyzwaniu. Z jednej strony konstrukcja heterostruktur może poprawić absorpcję optyczną i gęstości wolnych nośników kompozytu. Z drugiej strony, wbudowane pole elektryczne na heterozłączu może przestrzennie oddzielić pary elektron-dziura wygenerowane fotogenicznie, znacznie zmniejszając szybkość rekombinacji i dodatkowo zwiększając czułość fotodetektorów wrażliwych na polaryzację. Dlatego konstruowanie monokrystalicznych heterostruktur anizotropowych hybrydowych perowskitów 2D pozwoliłoby na stworzenie urządzeń o wysokiej czułości na polaryzację.

W nowym artykule badawczym opublikowanym w pekińskim National Science Review naukowcy z Fujian Institute of Research on the Structure of Matter Chińskiej Akademii Nauk tworzą heterostrukturalny kryształ 2D/3D, łącząc hybrydowy perowskit 2D z jego trójwymiarowym odpowiednikiem; i osiągnąć czułą na polaryzację fotodetekcję z rekordowo wysoką wydajnością. W odróżnieniu od poprzednich prac, urządzenia oparte na krysztale heterostrukturalnym celowo wykorzystują anizotropię perowskitu 3D i wbudowane pole elektryczne heterostruktury, umożliwiając pierwszą demonstrację fotodetektora wrażliwego na polaryzację opartego na heterostrukturze perowskitu, który działa bez potrzeby stosowania zewnętrznego źródło energii. Warto zauważyć, że czułość urządzenia na polaryzację przewyższa wszystkie zgłoszone urządzenia oparte na perowskicie; i mogą być konkurencyjne w stosunku do konwencjonalnych fotodetektorów nieorganicznych opartych na heterostrukturze. Dalsze badania ujawniają, że wbudowane pole elektryczne utworzone w heterozłączu może skutecznie oddzielać fotogenerowane ekscytony, zmniejszając szybkość ich rekombinacji, a tym samym zwiększając wydajność powstałego fotodetektora wrażliwego na polaryzację.

„Wysoką czułość polaryzacyjną z powodzeniem osiąga się w samoczynnie sterowanym fotodetektorze wrażliwym na polaryzację, opartym na monokrystalicznej hybrydowej heterostrukturze perowskitu 2D / 3D, która jest hodowana metodą delikatnego roztworu” - twierdzi autor. „To innowacyjne badanie poszerza wybór materiałów które mogą być stosowane w wysokowydajnych fotodetektorach wrażliwych na polaryzację i odpowiednio do strategii projektowania. ”

# # #

Badania te otrzymały dofinansowanie z Narodowej Fundacji Nauk Przyrodniczych w Chinach, Kluczowego Programu Badawczego Nauk Pogranicza Chińskiej Akademii Nauk (CAS), Fundacji Nauk Przyrodniczych w prowincji Fujian, Programu Badań Priorytetowych Strategicznych CAS i Młodzieży Promocja innowacji CAS.

####

Informacje o Science China Press
National Science Review jest pierwszym obszernym czasopismem naukowym wydanym w języku angielskim w Chinach, którego celem jest połączenie szybko rozwijającej się społeczności naukowców w tym kraju z globalnymi granicami nauki i technologii. Czasopismo ma również na celu zwrócenie uwagi na postępy badań naukowych w Chinach.

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj

Łączność:
Junhua Luo

Prawa autorskie © Science China Press

Jeśli masz komentarz, proszę Kontakt my.

Wydawcy komunikatów prasowych, a nie 7th Wave, Inc. lub Nanotechnology Now, ponoszą wyłączną odpowiedzialność za dokładność treści.

Zakładka: