研究开发出新型可变响应光谱的光电探测器

日期： 2024-09-10

浏览次数: 385

来源：科学网

近日，吉林大学电子科学与工程学院新型光电探测材料与器件团队在光电探测领域取得重要进展，设计出可变响应光谱的光电探测器，相关成果发表于《自然·通讯》。

日夜成像技术可以在白天提供彩色可见光图像，并在夜间显示黑白红外图像，在诸如安防监控、机器视觉和自动驾驶等领域具有广泛应用价值。带有拜耳滤光片的传统硅图像传感器具有红外灵敏度，这会导致滤光片分色的失效，并导致图像偏色。主流解决方案是通过与红外滤光片切换器（ICR）相结合来实现的，但对ICR设备的重量和机械可靠性的担忧，限制了其在轻量级和高鲁棒性的系统，如无人机或车载摄像头中的应用。因此，实现高质量的无ICR日夜成像技术具有重要意义。

为了应对这些挑战，对可见光和红外光具有光谱选择性响应的多光谱光电探测器脱颖而出。作为新兴的光电半导体材料，卤化物钙钛矿在各种应用中得到了广泛的探索。钙钛矿单晶因其高消光系数和可调直接带隙成为成像应用的候选者。然而，基于钙钛矿单晶光电探测器的无ICR日夜成像仍然具有挑战性，即需要制备一种窄带隙的高质量钙钛矿单晶，然后在此基础上实现光谱响应的调控。尽管钙钛矿材料优异的溶液加工性能允许制备具有可调光谱响应的探测器，但目前仍缺乏关于具有梯度带隙的窄带隙钙钛矿单晶的研究。

针对无ICR日夜成像对探测器的需求，研究团队通过开发具有垂直金属梯度分布的钙钛矿单晶，设计和研究了可变响应光谱的光电探测器。通过结合材料特性和理论计算，团队证明了氧气暴露对成分梯度的影响，并阐明了锡铅钙钛矿和氧气之间相互作用的具体影响。基于载流子漂移距离随偏压的变化，锡铅钙钛矿光电探测器可以在从可见光到近红外波段范围，实现偏置电压调控的光谱响应变换。此外，富锡表面抑制了未配位降解中心的形成，使得探测器表现出了长达一年的运行稳定性。最后，钙钛矿光电探测器在红外光干扰下，展现出了与具有ICR的商用硅光电探测器相当的颜色还原能力。此外，钙钛矿光电探测器的高灰阶分辨率使其在日夜成像应用中具有广泛的应用潜力。

金属合金钙钛矿光电探测器的发展，将为光电成像技术开辟一种有效的设计策略。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51762-3

上一篇：包头稀土研究院一发明专利获得日本发明专利授权下一篇：成果 | 彭莹莹课题组揭示铜氧化物从电荷序绝缘体向高温超导体演化过程

Hot News / 相关推荐

协会参加2026上海进出口公平贸易工作会议并作交流发言

2026 - 07 - 21

点击次数: 6

2026年7月20日下午，市商务委召开2026上海进出口公平贸易工作会议。市商务委副主任王超出席会议并讲话。会上，商务部贸易救济调查局、上海海关相关负责同志及实务专家分别就贸易调整援助政策及进口贸易救济调查、非关税减让措施、出口管制和经济制裁的新动态与应对等内容作授课。全市各区商务部门的相关负责同志，以及全市近50家进出口公平贸易工作站负责人员，共计80余人参会。上海市稀土协会秘书长崔中倪在会上作...

协会参加2026上海进出口公平贸易工作会议并作交流发言

2026 - 07 - 21

点击次数: 4

四津-自由基-桥式镧系配合物：从二核到三核单分子磁铁

2026 - 07 - 21

点击次数: 6

来源：X-MOL镧系系 4f 轨道的固有屏蔽导致磁交换弱，这一根本性限制可以通过使用自由基桥配体来解决。在这项工作中，我们采用了电子缺失配体 3,6-bis（2,2′-二吡基）-1,2,4,5-四甲苯（bbpytz），并通过有意控制 bbpytz 和 Ln（acac）3 的化学计量，制备了一系列二核和三核镭系配合物。该方法得到了双核复形 [LnIII2（bbpytz•–）（μ2–OH）（acac）...

由水分诱导的单晶到单晶转变引发的三维镧系有机框架剧烈结构剧变

2026 - 07 - 21

点击次数: 6

来源：X-MOL由于配位键的不稳定性以及配位数和几何形状的变化，镧系-有机框架（LnOFs）在外部刺激（光、热和溶剂）下常会发生单晶到单晶（SCSC）的转变。然而，室温湿度（RT）诱导的 SCSC 转变在三维 LNO 中仍然极为稀少。本文报告了两个三维 LNOF 中 RT 中由湿度诱导 SCSC 转变的罕见实例。针状 SCs，（NH 4 ）[LnL 2 ]·4DMF（Ln = Eu，1;...