science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Remote sensing:bulk fotovoltaïsch effect benut in 2-D drielaagse hybride ferro-elektrische

Schematische weergave van de strategie. Credit:de groep van prof. LUO

Detectie van gepolariseerd licht speelt een belangrijke rol bij teledetectie, near-field beeldvorming, communicatie, en hoge resolutie detectoren. Echter, het blijft een grote uitdaging om zeer polarisatiegevoelige fotodetectie te bereiken met een grote polarisatieverhouding op basis van traditionele halfgeleidende materialen vanwege de beperking van structurele anisotropie van materiaal / apparaat.

Ferro-elektrische materialen, gekenmerkt door schakelbare elektrische polarisatie, hebben inherent een sterk licht-polarisatie-afhankelijke fotorespons (bekend als bulk fotovoltaïsch effect, BPVE), presenteren als veelbelovende alternatieven in deze portefeuille.

In een studie gepubliceerd in Gepolariseerd licht speelt detectie een belangrijke rol bij teledetectie, near-field beeldvorming, communicatie, en hoge resolutie detectoren. Echter, het blijft een grote uitdaging om zeer polarisatiegevoelige fotodetectie te bereiken met een grote polarisatieverhouding op basis van traditionele halfgeleidende materialen vanwege de beperking van structurele anisotropie van materiaal / apparaat.

Ferro-elektrische materialen, gekenmerkt door schakelbare elektrische polarisatie, hebben inherent een sterk licht-polarisatie-afhankelijke fotorespons (bekend als bulk fotovoltaïsch effect, BPVE), presenteren als veelbelovende alternatieven in deze portefeuille.

In een studie gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie , een onderzoeksgroep onder leiding van prof. LUO Junhua van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) van de Chinese Academie van Wetenschappen demonstreerde een door BPVE aangedreven, zeer efficiënte detectie van gepolariseerd licht op basis van een tweedimensionale (2-D) drielaagse hybride perovskiet ferro-elektrisch.

De onderzoekers ontdekten dat een polaire 2-D drielaagse perovskiet-architectuur werd aangenomen met een duidelijke spontane polarisatie van ~ 2,8 μC/cm 2 en een geschikte optische bandgap van ~ 2,71 eV. Superieure BPVE werd aangetoond met een bijna-bandgap fotospanning van ~ 2,5 V en een hoge aan / uit-schakelverhouding van stroom (~ 104).

Deze hoekafhankelijke fotorespons wordt toegeschreven aan de inherente lichtpolarisatie-afhankelijkheid van superieure BPVE, die voortvloeit uit het optische rectificatie-effect van ferro-elektriciteit bij bestraling met licht, onderscheiden van die van alle bekende gepolariseerde lichtdetectoren.

Daarnaast, een polarisatieverhouding vertoonde zo hoog als ~ 15, wat veel verder gaat dan die van gerapporteerde apparaten op basis van nanodraden en anisotrope 2D-materialen.

Deze BPVE-aangedreven detectie van gepolariseerd licht is ongekend, wat een nieuwe weg opent naar zeer efficiënte detectie van gepolariseerd licht door gebruik te maken van de lichtpolarisatie-afhankelijkheid van de BPVE in 2-D meerlagige hybride perovskieten., een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Luo Junhua van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) van de Chinese Academie van Wetenschappen demonstreerde een door BPVE aangedreven, zeer efficiënte detectie van gepolariseerd licht op basis van een tweedimensionale (2-D) drielaagse hybride perovskiet ferro-elektrisch.

De onderzoekers ontdekten dat een polaire 2-D drielaagse perovskiet-architectuur werd aangenomen met een duidelijke spontane polarisatie van ~ 2,8 μC/cm 2 en een geschikte optische bandgap van ~ 2,71 eV. Superieure BPVE werd aangetoond met een bijna-bandgap fotospanning van ~ 2,5 V en een hoge aan / uit-schakelverhouding van stroom (~ 104).

Deze hoekafhankelijke fotorespons wordt toegeschreven aan de inherente lichtpolarisatie-afhankelijkheid van superieure BPVE, die voortvloeit uit het optische rectificatie-effect van ferro-elektriciteit bij bestraling met licht, onderscheiden van die van alle bekende gepolariseerde lichtdetectoren.

Daarnaast, een polarisatieverhouding vertoonde zo hoog als ~ 15, wat veel verder gaat dan die van gerapporteerde apparaten op basis van nanodraden en anisotrope 2D-materialen.

Deze BPVE-aangedreven detectie van gepolariseerd licht is ongekend, wat een nieuwe weg opent naar zeer efficiënte detectie van gepolariseerd licht door gebruik te maken van de lichtpolarisatie-afhankelijkheid van de BPVE in 2-D meerlagige hybride perovskieten.