近日，我院低维能量转换材料与器件团队在基于热释电效应的钙钛矿自供电光电探测器研究方面取得进展，相关工作“Synergistic Effect of Ionic Liquid and Embedded QDs on 2D Ferroelectric Perovskite Films with Narrow Phase Distribution for Self-Powered and Broad-Band Photodetectors”发表在期刊《Nano Letters》上。郭林娟博士、硕士研究生杨潇然为论文共同第一作者，杨政副教授、张旭宁博士和北京航空航天大学潘曹峰教授为共同通讯作者。
二维金属卤化物钙钛矿是制造自供电光电探测器的潜在材料，然而，通过溶液法制备的二维金属卤化物钙钛矿经常具有多量子阱结构，导致器件性能显著下降。此外，二维钙钛矿的宽带隙限制了其成为宽带光探测的潜力。将窄带隙材料与二维钙钛矿薄膜相结合，有利于制备宽带光电探测器。本研究在二维钙钛矿前驱体溶液中引入醋酸甲胺（MAAc）作为添加剂，可以有效地控制量子阱的宽度分布即二维钙钛矿相分布，从而得到高相纯度的二维钙钛矿铁电薄膜。随后，将与二维钙钛矿晶格匹配的PbSe量子点嵌入到二维钙钛矿基体中，扩宽了钙钛矿的吸收光谱的同时提高了其稳定性。同时，薄膜相纯度也得到了提升。最后，将近红外吸收的有机半导体PM6: Y6与铁电钙钛矿薄膜相复合，构建了自供电的宽带光电探测器，基于铁电-热释电光电子学效应，器件在940 nm处零偏压下的峰值响应率达到2.4 A W-1。该研究为二维钙钛矿薄膜的相纯度控制提供了一种有效的方法，并为二维钙钛矿基宽谱自供电光电探测器的构建提供了新思路。
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和河北大学高层次引进人才项目等基金的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03143
