Polarisationskänslig fotodetektion med 2D/3D Perovskite Heterostructure Crystal

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Hem > Presse > Polarisationskänslig fotodetektion med 2D/3D perovskite heterostrukturkristall

(a) Schematisk struktur för polariserad ljusdetektor. (b) Fotokonduktivitet parallell och vinkelrät mot gränssnittet. (c) Fotokonduktivitetsanisotropi kontra excitationskraft. (d) Vinkelupplöst fotoström som en funktion av polarisationsvinkeln mätt vid 405 nm under nollförspänning. (e) Experimentella polarisationsförhållanden för vissa rapporterade polariserade ljusdetektorer. (f) Vinkelberoende fotoström för föreliggande anordning mätt vid olika temperaturer. CREDIT @Science China Press

Sammanfattning:
Polariseringskänsliga fotodetektorer, baserade på anisotropa halvledare, har uppvisat stora fördelar i specialiserade applikationer, såsom astronomi, fjärranalys och multiplexering av polarisationsdelning. För det aktiva skiktet av polarisationskänsliga fotodetektorer fokuserar ny forskning på tvådimensionella (2D) organiska-oorganiska hybridperovskiter, där oorganiska plattor och organiska distanser alternativt är ordnade i parallella lagerstrukturer. Jämfört med oorganiska 2D-material är det viktigare att hybridperovskitens lösnings tillgänglighet gör det möjligt att få sina stora kristaller till låg kostnad, vilket ger spännande möjligheter att införliva kristallanisotropi utanför planet för polariseringskänslig fotodetektion. Men begränsad av absorptionsanisotropin i materialstrukturen förblir polarisationskänsligheten hos en sådan anordning låg. Således behövs en ny strategi för att utforma 2D-hybridperovskiter med stor anisotropi för polarisationskänslig fotodetektion.

Polariseringskänslig fotodetektion med 2D / 3D perovskite heterostruktur kristall

Peking, Kina | Upplagt den 4 maj 2021

Heterostrukturer ger en ledtråd för att hantera denna utmaning. Å ena sidan kan konstruktion av heterostrukturer förbättra kompositens optiska absorption och fria bärardensiteter. Å andra sidan kan det inbyggda elektriska fältet vid heterojunktionen rumsligt separera de fotogenererade elektronhålsparen, vilket avsevärt minskar rekombinationshastigheten och ytterligare förbättrar känsligheten för polarisationskänsliga fotodetektorer. Därför skulle konstruktion av enkelkristallina heterostrukturer av anisotropa 2D-hybridperovskiter realisera enheter med hög polarisationskänslighet.

I en ny forskningsartikel publicerad i Beijing-baserade National Science Review skapar forskare vid Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, den kinesiska vetenskapsakademin en 2D/3D-heterostrukturkristall, som kombinerar 2D-hybridperovskiten med dess 3D-motsvarighet; och uppnå polarisationskänslig fotodetektion med rekordhög prestanda. Till skillnad från det tidigare arbetet utnyttjar enheter baserade på heterostrukturkristallen medvetet anisotropin av 2D-perovskit och det inbyggda elektriska fältet av heterostruktur, vilket möjliggör den första demonstrationen av en perovskit-heterostrukturbaserad polarisationskänslig fotodetektor som fungerar utan behov av extern energiförsörjning. Anmärkningsvärt är att enhetens polarisationskänslighet överträffar alla de rapporterade perovskitbaserade enheterna; och kan vara konkurrenskraftig med konventionella oorganiska heterostrukturbaserade fotodetektorer. Ytterligare studier visar att det inbyggda elektriska fältet som bildas vid heteroövergången effektivt kan separera de fotogenererade excitonerna, minska deras rekombinationshastighet och därför förbättra prestandan hos den resulterande polarisationskänsliga fotodetektorn.

"Hög polarisationskänslighet uppnås framgångsrikt i självdriven polarisationskänslig fotodetektor baserad på en enkelkristallin 2D / 3D hybrid perovskit heterostruktur som odlas med en känslig lösningsmetod", författaren hävdar, "Denna innovativa studie vidgar materialval som kan användas för högpresterande polarisationskänsliga fotodetektorer och motsvarande designstrategier. ”

# # #

Denna forskning fick finansiering från National Natural Science Foundation of China, Key Research Program of Frontier Sciences of the Chinese Academy of Sciences (CAS), Natural Science Foundation i Fujian Province, det strategiska prioritetsforskningsprogrammet för CAS och Youth Innovationsfrämjande av CAS.

####

Om Science China Press
National Science Review är den första omfattande vetenskapliga tidskriften som släppts på engelska i Kina och som syftar till att länka landets snabbt framskridande gemenskap av forskare med de globala gränserna för vetenskap och teknik. Tidskriften syftar också till att rikta ett världsomspännande strålkastarljus på vetenskapliga framsteg i Kina.

För mer information, klicka på här.

Kontaktpersoner:
Junhua Luo

Om du har en kommentar, snälla Kontakta oss oss.

Emittenter av nyhetsmeddelanden, inte 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, är ensamma ansvariga för innehållets noggrannhet.

Bokmärke: