【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】新一代光電探測(cè)器件中，外置電源一直是制約系統(tǒng)性能與器件小型化的關(guān)鍵瓶頸。因此，無需電源模塊的自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)在下一代便攜式、節(jié)能光電器件中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。相比于傳統(tǒng)的p-n結(jié)/異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料，鐵電材料提供了一種簡(jiǎn)單有效實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)的方式。光輻射下，單相鐵電材料內(nèi)部產(chǎn)生光生電子空穴對(duì)，光生載流子在鐵電自發(fā)極化電場(chǎng)作用下分離，并在外電路產(chǎn)生信號(hào)電壓和電流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的探測(cè)。
然而，傳統(tǒng)的無機(jī)鐵電材料，因其較大的禁帶寬度、較弱的半導(dǎo)體特性等因素限制了其在光電器件中的應(yīng)用。近年來，有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦鐵電材料，因其大的自發(fā)極化及優(yōu)異的半導(dǎo)體特性，在自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)方面展現(xiàn)出巨大的潛力。
中科院福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室無機(jī)光電功能晶體材料羅軍華研究員團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家杰出青年基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)和海西研究院“團(tuán)隊(duì)百人”孫志華研究員主持的國(guó)家自然科學(xué)基金委青年基金等項(xiàng)目資助下，利用二維雜化鈣鈦礦鐵電體(CH3CH2NH3)2(CH3NH3)2Pb3Br10實(shí)現(xiàn)了自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)。研究發(fā)現(xiàn)：在無外接電源情況下，在鐵電極化的驅(qū)動(dòng)下該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的光電探測(cè)性能，光電流密度可以達(dá)到~4.1 μA/cm2，電流開關(guān)比可達(dá)到106，和極快光電響應(yīng)速率。
此外，該鐵電材料還展現(xiàn)出電場(chǎng)可調(diào)的光電探測(cè)性能。該工作不僅為我們后續(xù)探索多功能鐵電材料提供了一種方案，同時(shí)進(jìn)一步拓展了無機(jī)有機(jī)雜化鐵電材料在智能光電器件中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，相關(guān)的研究結(jié)果近以通訊的形式發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201907660)上，副研究員劉希濤為該論文的作者。
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