Neue Technik bereitet 2D-Perowskit-Einkristalle für höchste Photodetektivität vor
Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. LIU Shengzhong vom Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) der Chinese Academy of Sciences und Dr. XU Zhuo von der Shaanxi Normal University (SNNU) entwickelte eine Technik zur Herstellung von großformatigen 2D-Perowskit-Einkristallen, um die höchste Photodetektorleistung dieser Art zu erreichen.
Die (001) Ebene zeigte die höchste Photodetektivität.
DICP
Aufgrund ihrer vielversprechenden Stabilität und ihrer hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften haben zweidimensionale (2D) geschichtete organisch-anorganische Hybrid-Perowskite in bestimmten Anwendungen eine bessere Leistung erbracht als ihre dreidimensionalen (3D) Gegenstücke. Insbesondere 2D-Perowskite zeigen eine bessere Leistung in bestimmten optoelektronischen Vorrichtungen, insbesondere solchen, die auf der (001)-Ebene hergestellt werden.
Die Wissenschaftler entwickelten ein oberflächenspannungsgesteuertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung großer 2D (C6H5C2H4NH3)2PbI4 ((PEA)2PbI4) Perowskit-Einkristalle (PSCs). Mit dieser Technik ernteten sie einige zentimetergroße 2D (PEA)2PbI4 PSCs mit der größten Länge von 36 mm, was zu einer außergewöhnlichen Geräteleistung führte.
Wie anhand der Dichtefunktionstheorie vorhergesagt, zeigen ihre Kristallstrukturen eine anisotropieabhängige optoelektronische Leistung. Genauer gesagt, weisen die auf der (001)-Ebene hergestellten Photodetektoren eine Empfindlichkeit von bis zu 139,6 A/W, eine externe Quanteneffizienz von 37719,6%, eine Detektivität von 1,89 × 1015 cmHz1/2/W und eine Ansprechgeschwindigkeit von bis zu 21 Mikrosekunden auf.
Diese Ergebnisse werden einen vielversprechenden Weg für stabile Hochleistungs-Photodetektoren bieten und einen neuen Weg für die Kommerzialisierung von Perowskit-Einkristallen für photoelektronische Anwendungen eröffnen.
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