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方晓生Nano Letters:高性能钙钛矿型紫外光电探测器

发布:RuiChaoDong    |    2021-01-05 23:29    阅读:926
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紫外光电探测器(UV PDs)在空间探测、生物分析、环境传感器、通信和成像等领域一直受到广泛关注。理想的紫外光探测器一般具有高灵敏度、高探测率、快速响应速度、高光谱选择性以及高稳定性等优点。近年来,二维(2D)纳米材料以其独特的物理化学性质和优异的光电性能引起了人们的广泛关注。其中,2D Ca2Nb3O10(CNO)纳米薄片引起了人们特别的关注。

       近日,复旦大学方晓生团队报道了通过简单的固态烧结、离子交换和剥离方法,首次制备了二维(2D)钙钛矿型CNO UV PDs。

研究人员首先,采用固相煅烧法制备KCa2Nb3O10(KCNO)样品。随后,通过在硝酸中用H+取代KCNO样品中的K+得到具有明确层状结构的HCa2Nb3O10(HCNO),经过剥离处理后,得到了超薄的2D CNO纳米片。所制备的2D CNO 纳米片的带隙为3.85 eV,单层CNO纳米片的厚度为1.8 nm。

       实验结果显示,2D CNO PDs在3 V,280 nm光照射下表现出高性能,包括:高响应度(14.94 A W−1)、高检测率(8.7×1013 Jones)、高光谱选择性(R280/R400= 8.84 × 103)、快速(0.08/5.6 ms)和长期稳定性的高性能,超过了目前大多数报道的UV PDs。此外,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)集成的CNO PDs显示出优异的柔韧性和高线性动态范围(96 dB)。

       研究工作为开发新型层状铌酸盐基UV PDs提供了一种通用的策略。同时,CNO纳米片有望作为下一代高性能UV PDs的最佳半导体材料之一。 

       参考文献 Yong Zhang, et al, High-Performance Two-Dimensional Perovskite Ca2Nb3O10 UV Photodetectors, Nano Lett., 2020 DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03759
       https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03759

消息来源: 知光谷

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