技術(shù)前沿

中科院大化所制備出高靈敏無污染光電探測器

時間：2018-09-11 作者：閱讀：3804

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”——光電探測器。近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員韓克利團隊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器。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理化學(xué)快報雜志》(The Journal of Physical Chemistry Letters)上。

光電探測器在信號處理、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器大多基于含鉛鈣鈦礦。例如，該研究團隊前期曾制備了一種超級靈敏的鉛基鈣鈦礦光電探測器(Advanced Materials)。然而其中含有的重金屬元素鉛對環(huán)境和人類會造成危害，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。目前已有報道的非鉛鈣鈦礦光電探測器性能要遠低于含鉛鈣鈦礦光電探測器，因此制備高性能非鉛鈣鈦礦光電探測器成為當(dāng)下研究熱點。

近日，該團隊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力學(xué)，發(fā)現(xiàn)該單晶具有載流子壽命長、遷移率高、擴散長度長等優(yōu)點。利用該材料構(gòu)建的微米尺度光電探測器能達到高效的電荷收集率，可實現(xiàn)在弱光下的高靈敏響應(yīng)(40A/W)，該靈敏度為目前已有報道的非鉛鈣鈦礦光電探測器最高值。此外，研究還發(fā)現(xiàn)該光電探測器具有小于1毫秒的快速響應(yīng)時間，表明Sb基鈣鈦礦是一種很好的光電探測材料，在取代含鉛鈣鈦礦方面具有較大優(yōu)勢。

上述工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目等基金的資助。

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