近日，我院低維能量轉換材料與器件團隊在基于熱釋電效應的鈣钛礦自供電光電探測器研究方面取得進展，相關工作“Synergistic Effect of Ionic Liquid and Embedded QDs on 2D Ferroelectric Perovskite Films with Narrow Phase Distribution for Self-Powered and Broad-Band Photodetectors”發表在期刊《Nano Letters》上。郭林娟博士、碩士研究生楊潇然為論文共同第一作者，楊政副教授、張旭甯博士和北京航空航天大學潘曹峰教授為共同通訊作者。
二維金屬鹵化物鈣钛礦是制造自供電光電探測器的潛在材料，然而，通過溶液法制備的二維金屬鹵化物鈣钛礦經常具有多量子阱結構，導緻器件性能顯著下降。此外，二維鈣钛礦的寬帶隙限制了其成為寬帶光探測的潛力。将窄帶隙材料與二維鈣钛礦薄膜相結合，有利于制備寬帶光電探測器。本研究在二維鈣钛礦前驅體溶液中引入醋酸甲胺（MAAc）作為添加劑，可以有效地控制量子阱的寬度分布即二維鈣钛礦相分布，從而得到高相純度的二維鈣钛礦鐵電薄膜。随後，将與二維鈣钛礦晶格匹配的PbSe量子點嵌入到二維鈣钛礦基體中，擴寬了鈣钛礦的吸收光譜的同時提高了其穩定性。同時，薄膜相純度也得到了提升。最後，将近紅外吸收的有機半導體PM6: Y6與鐵電鈣钛礦薄膜相複合，構建了自供電的寬帶光電探測器，基于鐵電-熱釋電光電子學效應，器件在940 nm處零偏壓下的峰值響應率達到2.4 A W-1。該研究為二維鈣钛礦薄膜的相純度控制提供了一種有效的方法，并為二維鈣钛礦基寬譜自供電光電探測器的構建提供了新思路。
以上工作得到了國家自然科學基金、河北省自然科學基金、河北省教育廳青年拔尖人才計劃項目和BETVLCTOR伟德官方网站高層次引進人才項目等基金的資助。
論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03143
