science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers stellen nieuwe gas-vaste reactie voor voor snelle perovskiet-fotodetector

Een schematische illustratie van hybride perovskiet fotogeleiding zichtbare gebied detector met hoge snelheid en hoge stabiliteit. De gas-vaste reactie ter vervanging van de traditionele oplossingsmethoden zorgt voor een niet-oplosmiddelomgeving tijdens het reactieproces, construeert een hoge kristallisatie en een volledig dekkende film om de lichtopname en het transport te vergroten, evenals een goede stabiliteit in de vochtigheidsvoorwaarde verbeteren, wat leidt tot een hoge responsprestatie voor de fotodetector. Krediet:Dr. Guoqing Tong

Een recent artikel gepubliceerd in nano toonde aan dat de gas-vaste reactiemethode een volledige dekking van de perovskietfilm biedt en schade door het organische oplosmiddel vermijdt, wat gunstig is voor het opvangen van licht en het transport van elektronen, wat resulteert in een snellere responstijd en stabiliteit voor perovskiet-fotodetectoren.

Pervoskietmaterialen worden al lang beschouwd als kandidaten in de halfgeleiderproductie vanwege hun kenmerken van hoge lichtabsorptie, draaggolfmobiliteit en een breder lichtspectrum. Ze worden veel toegepast in zonnecellen, lichtgevende apparaten en fotodetectoren. Echter, het organische oplosmiddel in de traditionele oplossingsmethode zal de perovskietfilm beschadigen en onstabiele fasen vormen tijdens het syntheseproces, waardoor de perovskietfilm snel ontleedt in natte omstandigheden, beperking van de praktische toepassing van perovskiet-apparaten. Gezien de aanzienlijke invloed van het oplosmiddel, een team van onderzoekers van het Dongchang-college van de Liaocheng University en de Hefei University of Technology stelde een nieuw gasvast proces voor om de perovskietfilm te vervaardigen. Deze niet-oplosmiddelbenadering zorgt voor een hoge kristallisatie en volledig dekkende film in systemen met een lager vacuüm en lage temperatuur.

De onderzoekers onderzochten de morfologie, lichtabsorptie en de kristalfasen van de perovskietfilm bij de verschillende gloeitemperatuur na gasreactie om de hoogwaardige perovskietfilm te verkrijgen. De apparaten vertoonden een hoge responsiviteit en detectiviteit van 5.87AW-1 en 1012 Jones. De responstijd van het apparaat wordt geschat op 248 s/207 μs, wat sneller is dan de meeste eerdere rapporten via de oplossingsmethode. Opmerkelijk, de responsiviteit en detectiviteit worden geschat op 0,26 AW-1, 2.13×1010 Jones na langdurige blootstelling in lucht (25 O C, RH~40%) gedurende maximaal twee maanden. Deze verbetering van de stabiliteit van de apparaten toont aan dat de goed gecontroleerde dampafzettingsmethode een grondige verwijdering van de resterende oplosmiddelen (d.w.z. DMF, DMSO et. al) en bevordert zo effectief een hoogwaardige kristallisatie van perovskietkorrels, het verminderen van de metastabiele fasen tussen de dunne films.

Dit werk werd gefinancierd door Science and Technology Plan Project van Shandong Higher Education Institutions, NSFC en Open Research Fund of State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology of China.