两步互扩散法制备高性能CsPbCl3薄膜紫外光电探测器

吴炯桦，李一明，石将建，吴会觉，罗艳红,4，李冬梅,4，孟庆波,2,4,＊

1中国科学院清洁能源前沿研究重点实验室，北京新能源材料与器件重点实验室，北京凝聚态物理国家研究中心，中国科学院物理研究所，北京 100190

2中国科学院大学材料光电研究中心，北京 100049

3中国科学院大学物理学院，北京 100049

4松山湖材料实验室，广东 东莞 523808

1 引言

紫外光电探测器在紫外制导、通讯接收、火灾探测和医学成像等领域具有广泛的用途1–3。常见的紫外光电探测器的吸收层材料主要包括SiC、ZnO和GaN等，但是它们在光电响应度、响应时间、制备成本等方面仍存在一定的不足。比如SiC作为间接带隙半导体，吸光度较低，且制备工艺复杂4；ZnO达到光电响应稳定的耗时较长5,6；高质量的GaN材料较难生长7,8。因此，发展一种稳定、高效和低成本的紫外光电探测材料具有较大的挑战性9–11。钙钛矿材料(APbX3，A = Cs、CH3NH3(MA)，X = Cl、Br、I)以其出色的光吸收能力，高的缺陷容忍度，双载流子输运等优异的光电特性，在各种各样的光电器件，如太阳能电池和发光二极管中，均表现出巨大的潜在应用前景12–17。

紫外响应的钙钛矿材料因其制备成本低廉，光电灵敏度高而十分有望成为构筑下一代的钙钛矿紫外光电探测器的优异材料。CsPbCl3具有合适的光学带隙，稳定的化学结构等特性，正是紫外光电探测器的一种理想材料18–20。2017年刘生忠团队21通过制备CsPbCl3的纳米晶，首次构建了横向结构的紫外光电探测器。方国家团队22用二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂生长了微米级的CsPbCl3单晶，构建单晶紫外光电探测器。……