近日，我院低維能量轉(zhuǎn)換材料與器件團(tuán)隊在基于熱釋電效應(yīng)的鈣鈦礦自供電光電探測器研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)工作“Synergistic Effect of Ionic Liquid and Embedded QDs on 2D Ferroelectric Perovskite Films with Narrow Phase Distribution for Self-Powered and Broad-Band Photodetectors”發(fā)表在期刊《Nano Letters》上。郭林娟博士、碩士研究生楊瀟然為論文共同第一作者，楊政副教授、張旭甯博士和北京航空航天大學(xué)潘曹峰教授為共同通訊作者。

二維金屬鹵化物鈣鈦礦是制造自供電光電探測器的潛在材料，然而，通過溶液法制備的二維金屬鹵化物鈣鈦礦經(jīng)常具有多量子阱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)緻器件性能顯著下降。此外，二維鈣鈦礦的寬帶隙限制了其成為寬帶光探測的潛力。將窄帶隙材料與二維鈣鈦礦薄膜相結(jié)合，有利于制備寬帶光電探測器。本研究在二維鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中引入醋酸甲胺（MAAc）作為添加劑，可以有效地控制量子阱的寬度分布即二維鈣鈦礦相分布，從而得到高相純度的二維鈣鈦礦鐵電薄膜。隨後，將與二維鈣鈦礦晶格匹配的PbSe量子點(diǎn)嵌入到二維鈣鈦礦基體中，擴(kuò)寬了鈣鈦礦的吸收光譜的同時提高了其穩(wěn)定性。同時，薄膜相純度也得到了提升。最後，將近紅外吸收的有機(jī)半導(dǎo)體PM6: Y6與鐵電鈣鈦礦薄膜相複合，構(gòu)建了自供電的寬帶光電探測器，基于鐵電-熱釋電光電子學(xué)效應(yīng)，器件在940 nm處零偏壓下的峰值響應(yīng)率達(dá)到2.4 A W^-1。該研究為二維鈣鈦礦薄膜的相純度控制提供了一種有效的方法，并為二維鈣鈦礦基寬譜自供電光電探測器的構(gòu)建提供了新思路。

以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、河北省自然科學(xué)基金、河北省教育廳青年拔尖人才計劃項目和BETVLCTOR偉德官方網(wǎng)站高層次引進(jìn)人才項目等基金的資助。

論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03143