近日，中山大學微電子科學與技術(shù)學院朱璐副教授帶領(lǐng)團隊在國際頂級光學期刊《Laser & Photonics Reviews》(中科院1區(qū)top)發(fā)表題為《2D/Quasi-2D/3D CsPbIxBr3–x Vertical Heterostructures for High-Performance Infrared-Blind Visible-Light Photodetectors Towards Imaging Application》的研究論文。中山大學微電子科學與技術(shù)學院朱璐副教授和黃展鋒助理教授為共同通訊作者，碩士生梁鷹為學生第一作者。

硅基光探測器的固有近紅外響應會導致不必要的背景噪聲，削弱其在可見光應用中的性能。具有~720 nm吸收截止波長的全無機鈣鈦礦CsPbIxBr3–x是紅外盲可見光光探測器件的理想活性層材料。然而，其較差的相位穩(wěn)定性和多晶薄膜表面的高缺陷密度顯著影響器件性能。在CsPbIxBr3–x上構(gòu)建低維/三維異質(zhì)結(jié)構(gòu)是同時解決穩(wěn)定性和缺陷問題的有效方法。

為此，光子感知團隊提出了一種簡便且通用的策略，通過PEABr兩步表面處理，成功構(gòu)建了二維PEA2PbI2Br2/準二維PEA2CsPb2I5Br2/三維CsPbIxBr3–x異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。第一步的PEABr處理有利于二甲基銨碘化物的揮發(fā)，提高了相位穩(wěn)定性。第二步加入強極性甲醇溶液，PEABr可以與富含PbIxBr2–x的表面反應，形成低維/三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)構(gòu)。基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光探測器在光二極管型光電探測器中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能和增強的穩(wěn)定性，特別是在690 nm時具有84%的外量子效率和3.1 × 10¹² Jones的探測率，以及163 dB的線性動態(tài)范圍。最后，展示了可見光成像應用。

該研究提供了一種通用方法來實現(xiàn)CsPbIxBr3-x異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，推動了紅外盲可見光探測應用的發(fā)展。