自供电光电探测器(PD)具有无需外部电源、无线操作、寿命长等优点。自发铁电极化可以显着增加内置电场强度,在自供电光电探测中显示出巨大的潜力。此外,铁电体具有热释电和压电特性,有利于增强自供电PD。二维金属卤化物钙钛矿(MHP)具有铁电特性,适合制造高性能自供电PD。然而,二维金属卤化物钙钛矿铁电体的研究主要集中在块状晶体的生长上。
在此,河北大学Zheng Yang,Shufang Wang,中国科学院北京纳米能源与系统研究所Caofeng Pan通过混合RP型和DJ型钙钛矿,展示了具有混合间隔阳离子的2D铁电钙钛矿薄膜,用于自供电PD。
文章要点
1)(BDA0.7(BA2)0.3)(EA)2Pb3Br10薄膜总体上具有最好的薄膜质量,具有最好的结晶质量、最低的陷阱密度、良好的相纯度和明显的铁电性。
2)基于铁热光电子效应,360 nm PD表现出优异的光电特性,具有超过93 AW-1的超高峰值响应度、2.5×1015 Jones的探测灵敏度,以及优异的重现性和稳定性。最大响应度可以通过压电光电子效应进行调制,有效增强率为480%。
研究工作将为高性能PD设计MHP铁电薄膜开辟一条新途径,并提供将其用于各种光电应用的机会。
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Linjuan Guo, et al, A Self-Powered UV Photodetector with Ultrahigh Responsivity based on Two-Dimensional Perovskite Ferroelectric Films with Mixed Spacer Cations, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202301705
https://doi.org/10.1002/adma.202301705