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我院在大面积柔性钙钛矿单晶薄膜研究中取得突破性进展

admin 发布于 2018-12-24 17:06:01 阅读次数 474

钙钛矿单晶由于具有高的吸收系数,长的载流子寿命,大的迁移率以及高的缺陷容忍性等特点而备受关注。这一类材料因被认为是制备高效探测器和图像传感器件的最佳选择。然而由于缺乏有效的大尺寸钙钛矿单晶的生长方法,使得目前该种单晶材料的实际应用研究受到限制。针对此问题,该团队前期工作中采用逆温反应结晶生长方法,成功的生长了大尺寸的高质量钙钛矿单晶。并证实了其在高性能光电探测和高分辨成像的应用潜力。但目前国际上报道的钙钛矿单晶只局限于大尺寸的块体单晶和小面积的单晶薄片,无法满足目前对可穿戴的柔性单晶电子器件(如曲面显示,触摸传感和柔性晶体管等)的设计需求。

近日,我院刘生忠教授和赵奎副教授带领的团队在大面积柔性钙钛矿单晶薄膜及高效柔性单晶探测器方面取得了突破性进展。该团队利用外围诱导结晶策略,成功地生长了面积超过2500 mm2,最低厚度达到0.6μm的柔性钙钛矿单晶薄膜,基于此单晶薄膜的平面型柔性探测器的探测率突破1015 cm Hz1/2 W?1 (Jones)。该探测率是目前报道的钙钛矿光探测器中的最高值。此项研究成果以“Multi-inch single-crystalline perovskite membrane for high-detectivity flexible photosensors”为题发表在《自然·通讯》上(Nature Communications, 2018, 9, 5302. https://www.nature.com/articles/s41467-018-07440-2)。我院刘渝城博士和张云霞博士为共同第一作者。这是目前国际上首例基于大尺寸柔性单晶钙钛矿的高性能探测器研究报道,为使用钙钛矿单晶材料设计及开发新型钙钛矿光电器件开辟了新的策略。

该研究工作得到中国国家重点研究与发展计划、中央高校基础研究基金、国家自然科学基金项目、111项目、长江学者创新团队等项目的资助。