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Debido a la amplia aplicación de fotodetectores en campos que incluyen la comunicación óptica, monitoreo ambiental, y detección de imágenes, La investigación para el desarrollo de fotodetectores altamente eficientes ha atraído una gran atención en las últimas décadas. Desde el 2009, haluro de plomo de metil amonio (CH 3 NUEVA HAMPSHIRE 3 PbX 3 , X =halógeno) perovskitas se han convertido en un tema candente en la ciencia de los materiales para la recolección de luz en fotodetectores.
En el presente, el rendimiento de los fotodetectores basados en películas delgadas policristalinas de perovskita todavía se encuentra a cierta distancia del valor esperado. Una razón es que el transporte del portador en la interfaz se ve fácilmente afectado por los límites y defectos de los granos. Muchos grupos de investigación han intentado combinar películas delgadas policristalinas de perovskita con alta movilidad, materiales bidimensionales para mejorar el rendimiento del dispositivo, y han logrado resultados prometedores, pero los efectos negativos de los límites de grano policristalinos de perovskita aún persisten.
Para resolver este problema, un equipo dirigido por Assoc. Prof. Yu Weili del Instituto de Óptica de Changchun, Física y Mecánica Fina (CIOMP) de la Academia de Ciencias de China, y el profesor GUO Chunlei de la Universidad de Rochester sintetizaron un CH de baja densidad de defectos superficiales 3 NUEVA HAMPSHIRE 3 PbBr 3 microplaca a través de la estrategia de cristalización a temperatura inversa. Prepararon un fotodetector de estructura vertical eficaz que combina un monocristal de perovskita de alta calidad con grafeno monocapa con alta movilidad de portadores.
Los fotodetectores verticales fabricados con estos CH 3 NUEVA HAMPSHIRE 3 PbBr 3 Las microplacas y el grafeno monocapa exhiben un excelente rendimiento de respuesta a la luz con una alta capacidad de respuesta a la luz (≈1017.1 AW -1 ), alta detección de luz (≈2.02 × 10 13 Jones) y ganancia ultra alta de 2,37 × 103 bajo irradiación láser de 532 nm a temperatura ambiente. Los parámetros son aproximadamente un orden de magnitud más grandes que los de los fotodetectores sin grafeno monocapa.
Los estudios de cinética ultrarrápida de portadores han demostrado que la mejora en el rendimiento del dispositivo se debe principalmente al aumento de la vida útil de los portadores de perovskita de cristales de perovskita de alta calidad y a la extracción y transporte efectivos de carga gratuita mediante el grafeno.
Se cree que el rendimiento significativamente mejorado del dispositivo después de combinar la microplaca de perovskita con el grafeno bidimensional está estrechamente relacionado con la sinergia operativa de los dos materiales en la generación y el transporte de portadores. Esto enfatiza el papel de la estructura del dispositivo y el diseño de la banda de energía en la optimización del dispositivo, y revela el mecanismo de extracción y transmisión efectivas de portadores.
Este estudio, publicado en Pequeña , proporciona una estrategia novedosa para la preparación de fotodetectores de perovskita de alto rendimiento, y desempeñará un papel clave en la promoción de la investigación y el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos compuestos bidimensionales de perovskita.
