“理工振兴”学术动态：物理学院能量转换材料与器件团队在二维钙钛矿紫外光电探测器研究方面取得系列进展

物理学院能量转换材料与器件团队主要开展光-热-电能量转换材料的设计制备、物性调控和器件应用研究。近日，该团队杨政博士等人在二维钙钛矿紫外光电探测器研究方面取得进展，相关结果“Patterned 2D Ferroelectric Perovskite Single-Crystal Arrays for Self-Powered UV Photodetector Boosted by Combining Ferro-Pyro-Phototronic and Piezo-Phototronic Effects”在线发表在国际著名期刊《Nano Letters》（IF=12.26,DOI：10.1021/acs.nanolett.2c02978）。郭林娟博士、硕士研究生刘秀为论文共同第一作者，杨政博士和中国科学院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰研究员为共同通讯作者。

金属卤化物钙钛矿铁电体具有体光伏效应、压电和热释电等性质，是构建自供电光电探测器的理想材料。综合利用钙钛矿的电极化性质，可以拓宽钙钛矿铁电体的应用范围，提高其光电性能。作者使用PDMS模板辅助的反溶剂结晶方法，可控制备了图案化的2D铁电钙钛矿(PMA)₂PbCl₄单晶微米带阵列。利用铁电-热释电光电子学效应，基于该单晶阵列的自供电光电探测器在320 nm光照下表现出良好的光电探测性能。同时，与基于随机分布单晶微米带的光电探测器相比，基于单晶阵列的器件再现性得到显著提高。此外，作者还通过弯曲衬底引入压电光电子学效应，进一步提高了器件的性能。在0.71%的外部拉伸应变下，器件最大响应度从84 mA/W提高到155.5 mA/W，提升幅度达到185%。此工作为综合利用铁电体的电极化特性及开发新型铁电光电子器件提供了新的思路。

2022年以来，杨政博士等人已在钙钛矿自供电光电探测方向取得了一系列成果，相关工作分别发表在国际著名学术期刊ACS Nano (IF=18.03, 2022, 16, 1280-1290)、Nano Energy (IF=19.07, 2022, 102, 107714和2022, 102, 107743)。以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省教育厅青年拔尖人才计划项目、河北大学高层次引进人才项目资助。

论文链接：

[1]https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c02978

[2]https://doi.org/10.1021/acsnano.1c09119

[3]https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107714

[4]https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107743

（物理学院、科学技术处供稿）