原子层沉积辅助双界面修饰实现高性能钙钛矿光电探测器

钙钛矿具有优异的光电性能,广泛应用于光电探测领域,然而其探测率和响应度及其环境稳定性仍有待于进一步的提升。原子层沉积(ALD)技术可以实现单原子层厚度可控的薄膜制备,可以有效地对钙钛矿光电器件进行界面调控以提升器件的光电性能,并且其制备的致密薄膜可以有效的实现水氧隔绝,有望提升钙钛矿器件的环境稳定性。.课题组团队通过原子层沉积辅助双界面修饰工程实现了高性能、稳定的无机CsPbBr3钙钛矿光电探测器的制备。首先在无机CsPbBr3钙钛矿薄膜沉积前的FTO基片预沉积了一层1.5 nm厚度的Al2O3,有效地提升了钙钛矿薄膜的结晶质量。然后在CsPbBr3钙钛矿薄膜上面沉积了10 nm的TiO2薄膜,作为电子传输层,提高了器件的电子抽取能力,提升了器件的光电流。通过ALD双界面修饰的Al2O3/CsPbBr3/TiO2光电探测器件的探测率达到1.88×1013琼斯,线性动态范围达到172.7 dB。由于暗电流得到极大抑制,该光电探测器可以实现超弱光探测,在光强为4.3 nW cm-2的情况下,仍然有明显的光电响应特性。此外,由于ALD制备的致密的TiO2薄膜在钙钛矿表面形成了一层保护层,器件