近期，我院低维能量转换材料与器件团队杨政博士在基于压电光电子学效应和热释电光电子学效应的钙钛矿光探测器研究方面取得系列进展，其中与中科院北京纳米能源与系统研究所潘曹峰研究员课题组合作的“A high performance CsPbBr3 microwire based photodetector boosted by coupling plasmonic and piezo-phototronic effects”发表在Nano Energy（2021, 85, 105951），杨政博士为第一作者，郭林娟博士和王淑芳教授为共同通讯作者，硕士生顾延松参与了该工作。另一项工作“A Self-Powered Photodetector Based on MAPbI3 Single-Crystal film/n-Si herejunction with Broadband Response enhanced by Pyro-Phototronic and Piezo-Phototronic Effects”已经被Small录用，杨政博士和硕士研究生王欢为共同第一作者，郭林娟博士和王淑芳教授为共同通讯作者。
近年来，MAPbI3等金属卤化物钙钛矿以高吸收系数、低缺陷密度、高迁移率等优点成为构筑光电探测器的理想材料。由于钙钛矿晶格畸变产生的永久偶极子会导致晶体内发生自发极化，类比氧化物钙钛矿，部分金属卤化物钙钛矿也存在压电、热释电或者铁电等极化性质。王中林院士团队通过以上性质的耦合提出了压电光电子学效应和热释电光电子学效应的概念，并将以上效应应用于提高相关材料的光电子器件性能。基于此，我院低维能量转换材料与器件团队与中科院北京纳米能源与系统研究所等单位合作，利用金属卤化物钙钛矿单晶的压电和热释电性质，有效调控了光探测器的性能：1、选用CsPbBr3微米线作为光探测材料，设计并构建了p型半导体P3HT与CsPbBr3微米线形成的异质结，并利用局域等离子体共振和压电光电子学的耦合效应，显著地提高了光电探测器的性能。2、成功研制出MAPbI3/Si单晶薄膜热释电光电探测器，实现了自驱动的宽谱探测（325-1550 nm），响应时间小于10 ms；器件的响应度提高了8倍以上，响应时间明显缩短。
图1. 基于LSPR和压电光电子学耦合效应的CsPbBr3微米线光电探测器
图2. Si/MAPbI3单晶薄膜光电探测器性能与机理
Nano Energy和Small均为材料科学和应用物理类国际权威期刊。以上工作得到了国家自然科学基金项目、河北大学引进人才项目等经费的支持。
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