新闻网讯(通讯员 朱玉玲)窄带光电探测器只对特定波段的光具有响应,这个特点使得窄带探测器具有颜色分辨的能力,在生物医学成像,机器视觉等领域都有着很好的应用前景。现阶段的窄带探测器一般需要昂贵的光学滤波片或者对材料进行特殊设计和加工,增加了制作成本和难度,这些都不利于窄带探测器的实际应用。因此研究一种廉价、结构简单和高效的窄带探测器有着重要意义。
2019年2月18日,《自然·通讯》(Nature Communications)杂志刊发了光电信息学院李德慧教授课题组研究论文“Self-trapped state enabled filterless narrowband photodetections in 2D layered perovskite single crystals”。李德慧为文章通讯作者,光电信息学院博士生李俊泽为第一作者,博士后王军,博士生马佳琪,硕士生沈宏志、李璐都参了与此项工作。该工作还得到了美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授的指导和帮助。
该研究表明,二维钙钛矿材料中自陷态强度随着材料维度的减小而增强,同时层状结构中有机链的存在使得钙钛矿材料中面内和面外方向上的电导率存在着很大差异。利用窄带化的电荷收集效应,限制带隙以上波段的光生载流子的收集,并且材料中自陷态的存在增强了带隙以下的响应电流,使得用二维钙钛矿材料制作的探测器具有窄带响应谱线和很高的量子效率(200%)。同时面外方向上极低的导电率使得器件具有很小的暗电流(10-12A)和很高的开关比(103)。进一步,通过改变钙钛矿中的卤素原子的成分和结构中无机结构的层数,可以改变二维钙钛矿的带隙,从而得到了能够覆盖可见波段的一系列窄带光电探测器。探测器整体的响应半高宽都小于60nm,特别是在蓝光波段半高宽不到20nm。此项工作进一步拓展了二维钙钛矿材料在光电子器件领域的应用。
李德慧于2016年加入我校光电信息学院,主要从事低维材料的光谱学、电学以及光电性质研究。热烈欢迎具有化学、材料、电子、物理和光学相关背景的学生加入,以及具有相关研究背景的博士毕业生加入从事博士后研究。
该成果得到国家自然科学基金的支持。