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    學術動態

    太原理工大學

    我校崔艷霞團隊與浙大陳紅征團隊在《Advanced Functional Materials》合作發表最新研究成果

    發布時間:2023-03-31 來源:光電工程學院 作者:文字/冀婷 審核/戴震

    日前,我校光電工程學院納米光電子器件崔艷霞教授團隊和浙江大學高分子科學與工程學系陳紅征教授團隊合作在鈣鈦礦光電探測器領域取得重要研究進展,研究以“Highly Sensitive Self-Powered 2D Perovskite Photodiodes with Dual Interface Passivations”為題發表在材料科學國際頂級學術期刊《Advanced Functional Materials》(影響因子19.924)。該論文的第一署名單位為太原理工大學,物理學院冀婷副教授為論文第一作者,崔艷霞教授、冀婷副教授、浙江大學陳紅征教授為論文共同通訊作者。

    圖1.論文頁面截圖

    由于優異的光電性能及低廉的制作成本,有機-無機雜化鈣鈦礦材料在太陽電池、光電探測器、發光二極管等光電器件中有著廣泛的應用。光電探測器在光通信、圖像傳感、環境監測、化學/生物探測等方面有著重要的應用。目前鈣鈦礦光電探測器的響應度、探測率、響應速度等性能已經十分優異,但三維鈣鈦礦材料的穩定性欠佳,阻礙其實際應用。

    圖2.二維鈣鈦礦光電二極管的器件結構及亮暗電流曲線

    崔艷霞教授團隊聯合浙江大學陳紅征教授報道了一種雙界面鈍化的基于二維鈣鈦礦(PEA)2(MA)4Pb5I16(PEA=C6H5(CH2)NH3, MA=CH3NH3)的超靈敏自驅動光電二極管。通過在二維鈣鈦礦薄膜底部引入超薄Al2O3層,可減少二維鈣鈦礦薄膜內的缺陷、抑制界面復合,從而極大降低器件的暗電流同時增加亮電流;在二維鈣鈦礦薄膜頂部引入poly (methyl methacrylate) (PMMA)層,可保護二維鈣鈦礦薄膜,從而增加器件的穩定性。結果表明,雙界面鈍化二維鈣鈦礦光電二極管在零偏壓下亮暗電流比達到107,響應速度達到597ns,線性動態范圍達到160dB。在功率密度為1.5nmcm-2的532nm激光照射下,器件的響應度、探測率分別為0.36AW-1和5.4×1012Jones。另外,雙界面鈍化器件展現出了良好的穩定性。這項工作可促進低成本、低功耗圖像傳感器的開發。

    圖3.雙界面鈍化二維鈣鈦礦光電二極管的性能

    崔艷霞,太原理工大學教授,博士生導師,國家優青,多年來專注于納米結構增強型光子及光電子器件的制造、表征與應用研究,在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Lett.、Laser & Photon. Rev.等期刊上發表論文139篇,H指數28,論文引用次數4728次(google scholar),單篇引用次數最高922次。主持國家級項目5項(含重點項目1項)、省部級項目14項,出版學術專著1部,授權專利17項、申請專利17項(含美國專利3項),在國內外學術會議上做邀請報告24次。獲山西省自然科學獎二等獎1項(排名第1),入選Elsevier光學工程學科中國高被引學者、香江學者,獲瑪麗·居里行動計劃Seal of Excellence榮譽、“強國青年科學家”提名獎等。主講光學電磁理論(研究生)、光電傳感與檢測技術(本科)等課程。主持教改項目2項,發表教改論文3篇。

    冀婷,太原理工大學副教授,碩士生導師。博士畢業于復旦大學。主要從事微納光子與光電子學領域的研究,在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、App. Phys. Lett.等期刊上發表學術論文50余篇。主持國家級項目2項、省部級項目3項,出版學術專著1部,授權專利8項。

    論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202210548 

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