分子前驱体法首次合成Ba-Pb-S带隙可调合金半导体材料展现光电应用潜力
日期：
2024-09-24
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Ba-Pb-S三元合金因其强大的稳定性、多样的理化性质和基于理论预测的广泛应用潜力而受到人们的关注，但关于Ba-Pb-S合金的实验合成尚未见报道。文章通过密度泛函理论计算表明，Ba0.5Pb0.5S合金具有良好的光电子性能，包括直接带隙（1.75 eV）、高光吸收系数和高缺陷容差。在实验中，我们开发了一种二丁基二硫代氨基甲酸盐（DBuDTC）溶液工艺，利用离散的分子前驱体策略成功制备了Ba0.5Pb0.5S多晶粉末和薄膜。实验测得Ba0.5Pb0.5S合金具有1.77 eV的光学带隙值，并展现出p型半导体特征。通过将Ba摩尔比从2：1调整到1：2，可以将合金的带隙从2.10 eV减少到1.50 eV。此外合金在高湿度条件下表现出优异的存储稳定性。在1V的偏置电压下，由Ba0.5Pb0.5S制备成的光电探测器显示出非常低的暗电流（1.11 nA）和较高的光电流开/关重复性，计算的响应率为R=1.77×10-6A/W，比探测度为D*=1.45×107Jones。这些发现为该合金在光电器件中的潜在应用开辟了可能性。https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/qi/d4qi02090a
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