中科院大化所制備出高靈敏無污染光電探測(cè)器
時(shí)間：2018-09-11
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眼睛是心靈的窗戶，是人體最重要的器官之一。同樣，在光電子器件中，最重要的部件之一就是它的“眼睛”——光電探測(cè)器。近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員韓克利團(tuán)隊(duì)采用溶液法制備了一種基于非鉛鈣鈦礦的高靈敏度光電探測(cè)器。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)雜志》(The Journal of Physical Chemistry Letters)上。
光電探測(cè)器在信號(hào)處理、通訊、生物成像等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。目前高性能的鈣鈦礦光電探測(cè)器大多基于含鉛鈣鈦礦。例如，該研究團(tuán)隊(duì)前期曾制備了一種超級(jí)靈敏的鉛基鈣鈦礦光電探測(cè)器(Advanced Materials)。然而其中含有的重金屬元素鉛對(duì)環(huán)境和人類會(huì)造成危害，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。目前已有報(bào)道的非鉛鈣鈦礦光電探測(cè)器性能要遠(yuǎn)低于含鉛鈣鈦礦光電探測(cè)器，因此制備高性能非鉛鈣鈦礦光電探測(cè)器成為當(dāng)下研究熱點(diǎn)。
近日，該團(tuán)隊(duì)成功合成了一種含銻(Sb3+)元素的鈣鈦礦單晶。通過研究其載流子動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)該單晶具有載流子壽命長(zhǎng)、遷移率高、擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。利用該材料構(gòu)建的微米尺度光電探測(cè)器能達(dá)到高效的電荷收集率，可實(shí)現(xiàn)在弱光下的高靈敏響應(yīng)(40A/W)，該靈敏度為目前已有報(bào)道的非鉛鈣鈦礦光電探測(cè)器最高值。此外，研究還發(fā)現(xiàn)該光電探測(cè)器具有小于1毫秒的快速響應(yīng)時(shí)間，表明Sb基鈣鈦礦是一種很好的光電探測(cè)材料，在取代含鉛鈣鈦礦方面具有較大優(yōu)勢(shì)。
上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等基金的資助。
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