近日，中山大學(xué)微電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院朱璐副教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)光學(xué)期刊《Laser & Photonics Reviews》(中科院1區(qū)top)發(fā)表題為《2D/Quasi-2D/3D CsPbIxBr3–x Vertical Heterostructures for High-Performance Infrared-Blind Visible-Light Photodetectors Towards Imaging Application》的研究論文。中山大學(xué)微電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院朱璐副教授和黃展鋒助理教授為共同通訊作者，碩士生梁鷹為學(xué)生第一作者。

硅基光探測(cè)器的固有近紅外響應(yīng)會(huì)導(dǎo)致不必要的背景噪聲，削弱其在可見光應(yīng)用中的性能。具有~720 nm吸收截止波長(zhǎng)的全無機(jī)鈣鈦礦CsPbIxBr3–x是紅外盲可見光光探測(cè)器件的理想活性層材料。然而，其較差的相位穩(wěn)定性和多晶薄膜表面的高缺陷密度顯著影響器件性能。在CsPbIxBr3–x上構(gòu)建低維/三維異質(zhì)結(jié)構(gòu)是同時(shí)解決穩(wěn)定性和缺陷問題的有效方法。

為此，光子感知團(tuán)隊(duì)提出了一種簡(jiǎn)便且通用的策略，通過PEABr兩步表面處理，成功構(gòu)建了二維PEA2PbI2Br2/準(zhǔn)二維PEA2CsPb2I5Br2/三維CsPbIxBr3–x異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。第一步的PEABr處理有利于二甲基銨碘化物的揮發(fā)，提高了相位穩(wěn)定性。第二步加入強(qiáng)極性甲醇溶液，PEABr可以與富含PbIxBr2–x的表面反應(yīng)，形成低維/三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)構(gòu)?；诋愘|(zhì)結(jié)構(gòu)的光探測(cè)器在光二極管型光電探測(cè)器中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和增強(qiáng)的穩(wěn)定性，特別是在690 nm時(shí)具有84%的外量子效率和3.1 × 10¹² Jones的探測(cè)率，以及163 dB的線性動(dòng)態(tài)范圍。最后，展示了可見光成像應(yīng)用。

該研究提供了一種通用方法來實(shí)現(xiàn)CsPbIxBr3-x異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)了紅外盲可見光探測(cè)應(yīng)用的發(fā)展。