基于MAPbI3/ZnO/p-Si结构的窄带光电探测器

左焕涣，吴燕，潘艳，方昶月

（合肥工业大学，安徽合肥，230009）

0 引言

近红外光电探测在成像系统、环境监测、光通信、机器视觉和生物医学传感等方面具有重要的应用价值[1]。探测系统的抗干扰性是评价系统的重要参数。通过将器件的探测光谱限定于需要探测的波段是有效降低环境噪声影响的手段。虽然异质结固有的自驱动效应在光电集成中很有吸引力，但结型器件在窄带光电探测领域中通常受到广泛吸收范围的限制[2]。ZnO由于其较宽的直接带隙（3.37eV）、高激子结合能（60meV）和高辐射电性，可以用于各种光电应用，包括光电探测器和发光二极管[3]。有机金属三卤化物钙钛矿（MAPbX3,MA=CH3NH3，X=Cl，Br或I）由于吸收范围广、高消光系数、长电子空穴扩散长度和高霍尔迁移率等关键优势，可以应用于太阳能电池、发光二极管、激光器和光电探测器等。此外，MAPbI3作为吸收短波段光的材料是非常合适的，可以结合其他衬底材料来做窄带光电探测。

本文设计了一种基于MAPbI3/ZnO/p-Si的双结器件结构，通过MAPbI3薄膜对短波长光的表面复合作用以及两个结在较短波段产生的光电流的抵消作用，从而可以形成一段近红外波段的窄带检测。本文通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对ZnO、MAPbI3薄膜的成分和形貌进行了研究。同时，ZnO、MAPbI3薄膜的吸收特性可以通过紫外可见近红外分光光度计表征得到。所构建器件的电学性能测试在Keithley 2400-SCS半导体参数测试系统中进行。

1 实验

1.1 器件的制备

将覆盖有SiO2层的p型轻掺Si基片均匀切割成小片，使用防腐蚀胶带在部分SiO2表面形成保护层。……