近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動力學(xué)研究組研究員韓克利團隊在全無機鈣鈦礦光電探測器動力學(xué)研究中取得新進展。該研究團隊發(fā)現(xiàn)全無機鈣鈦礦微晶（CsPbBr3）激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴散行為，以此制備出的光電探測器具有超高靈敏度和快速時間響應(yīng)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》上。

　　光電探測器在信號處理、通訊、生物成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。目前基于全無機鈣鈦礦的光電探測器無法同時實現(xiàn)高靈敏度和快速響應(yīng)，如CsPbBr3鈣鈦礦薄膜具有較高陷阱態(tài)密度，而基于CsPbBr3鈣鈦礦單晶光電探測器的電荷收集效率很低。基于這些材料的光電探測器通常靈敏度較低，響應(yīng)時間長。

　　低缺陷態(tài)密度、高載流子遷移率以及有效的電荷收集是實現(xiàn)高性能光電探測器的重要因素。該研究團隊于2016年制備出有機—無機雜化鈣鈦礦微晶。在此基礎(chǔ)上采用溶液法快速合成了具有較低缺陷態(tài)密度的CsPbBr3微晶。研究其時間分辨發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)單光子激發(fā)的熒光衰減動力學(xué)依賴其發(fā)光波長，而雙光子激發(fā)的熒光衰減動力學(xué)與發(fā)射波長無關(guān)。分析表明CsPbBr3微晶激發(fā)態(tài)載流子存在快速擴散行為，并且載流子遷移率超過100cm2V-1S-1。通過構(gòu)建CsPbBr3微米尺度的光電探測器可實現(xiàn)高效的電荷收集，該光電探測器具有超高的響應(yīng)度（104A/W），刷新了目前有報道的全無機鈣鈦礦光電探測器的最高值，并可同時實現(xiàn)單光子和雙光響應(yīng)。此外，該光電探測器具有快速響應(yīng)時間（1ms）。該工作為制備高性能光電探測器提供了新思路。

　　上述工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目等的資助。

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大連化物所全無機鈣鈦礦光電探測器動力學(xué)研究取得新進展