CsPbBr3钙钛矿单晶的制备及其光电探测器的研究

摘要

cqvip:与有机–无机杂化钙钛矿相比,全无机钙钛矿CsPbX3 (X = Cl, Br, I)中A位不含有易于热挥发的有机阳离子,因此具有更高的稳定性。全无机钙钛矿单晶具有低的缺陷密度,高的载流子迁移率,因而被广泛地用于制备光电器件。然而传统制造CsPbBr3单晶的方法,如布里奇曼熔融法、反温度结晶和反溶剂蒸汽辅助结晶等,往往依赖于高温、复杂工艺和真空环境。而且晶体质量相对较差,存在大量缺陷,严重影响器件性能。本研究工作中,我们使用了一种两段式升温法,通过缓慢蒸发溶剂控制钙钛矿在低温高质量成核,进而升高温度快速结晶生长,最终获得高质量的CsPbBr3块状单晶。利用该CsPbBr3钙钛矿单晶构建金属–半导体–金属结构的光电探测器,该器件展现出优异的光电性能,在1 V工作电压下,器件在540 nm处的响应度为2.68 ×10−3 A•W−1,在2 V电压下,光暗电流比可达2.23 ×103。同时它展现了快速的响应时间(上升时间:8.3 μs;下降时间:684.9 μs)。