近日，深圳大學(xué)物理與光電工程學(xué)院屈軍樂(lè)、宋軍教授課題組在國(guó)際能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Nano Energy》上發(fā)表鈣鈦礦研究論文，“Self-powered photodetectors based on CsxDMA1-xPbI3 perovskite films with high detectivity and stability”。提出通過(guò)改善新型鈣鈦礦材料的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，成功地開(kāi)發(fā)出了同時(shí)兼具高探測(cè)率、高穩(wěn)定性和寬光譜響應(yīng)的自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)器。

深圳大學(xué)李祿東博士為該論文的第一作者，本論文的通訊作者為深圳大學(xué)宋軍教授，深圳大學(xué)為唯一完成單位。

光電探測(cè)器在圖像傳感、光通訊、生物傳感和環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于具有優(yōu)異的光電性能，金屬鹵化物鈣鈦礦被大量研究用于制備高性能的光電探測(cè)器。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，如CH3NH3PbI3 (MAPbI3)、MAPbI3-xClx等，具有較差的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。而長(zhǎng)期穩(wěn)定性相對(duì)較好的純無(wú)機(jī)鈣鈦礦，如CsPbBr3、CsPbIBr2等，則因?yàn)閹遁^大而使其光譜響應(yīng)范圍較窄，無(wú)法覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)域。因此，要獲得同時(shí)兼具高探測(cè)率、高穩(wěn)定性和寬光譜響應(yīng)的鈣鈦礦光電探測(cè)器仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

針對(duì)此問(wèn)題，深圳大學(xué)屈軍樂(lè)和宋軍教授團(tuán)隊(duì)采用新型的鈣鈦礦材料CsxDMA1-xPbI3（DMA+為二甲基胺離子），并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)其組分比例進(jìn)一步改善了材料的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，從而成功地開(kāi)發(fā)出了同時(shí)兼具高探測(cè)率、高穩(wěn)定性和寬光譜響應(yīng)的自驅(qū)動(dòng)光電探測(cè)器。該論文“Self-powered photodetectors based on CsxDMA1-xPbI3 perovskite films with high detectivity and stability”發(fā)表在國(guó)際能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Nano Energy》(JCR物理一區(qū)，TOP期刊，實(shí)時(shí)影響因子17.28)上。

                                                   自驅(qū)動(dòng)鈣鈦礦光電探測(cè)器用于光信號(hào)探測(cè)的示意圖

                                                     不同組分比例鈣鈦礦薄膜的SEM圖

                                                     優(yōu)化器件在532 nm單色光照下的光響應(yīng)性能

據(jù)悉，2018年至今，屈軍樂(lè)教授和宋軍教授課題組圍繞鈣鈦礦制備及其在生物和新能源領(lǐng)域的應(yīng)用在包括Angewandte Chemie International Edition（4篇）、Advanced Materials（2篇）、Advanced Science（1篇）、Chemical Society Reviews（1篇）、Small（3篇）、Laser & Photonics Reviews（2篇）、Nano Energy（2篇）等頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了近40篇高水平的研究論文。