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研究人员制造出5英寸的钙钛矿晶体为自供电集成电路光检测带来了希望

材料来源：compoundsemiconductor

大型单晶钙钛矿的开发为自供电集成电路光检测带来了希望。

近日，由中国科学院大连化学物理研究所Liu Shengzhong领导的研究小组与陕西师范大学Liu Yucheng、美国西北大学（埃文斯顿校区）Mercouri G.Kanatzidis进行合作，提出了一种可以高效获得5英寸的高质量钙钛矿单晶的方法。

这种大型纯相单晶被用于设计高性能的自供电集成电路光电探测器。这项研究发表在Science Advanced杂志上。

通过将Cs/MA/Br离子掺入FAPbI3钙钛矿中形成的多阳离子和混合卤化物（FAMACs）钙钛矿，由于具有增强的稳定性，抑制离子迁移并减少磁滞等特点，被认为是用于高效光电和光电子器件的最佳组成分。然而，由不同小组设备报道的组成部分，特别是FAMACs钙钛矿中Cs的含量并不一致。

此外，在结晶过程中，经常观察到黄色非钙钛矿相的相分离。这种不理想的黄色相充当了捕获态或散射中心，对电荷载流子迁移率和载流子复合动力学产生负面影响，从而使器件性能下降。

研究人员的方法是选择一种还原剂(甲酸)来抑制结晶过程中的相分离，以获得非常大的三阳离子混合卤化物钙钛矿单晶。这种策略产生的钙钛矿单晶具有长载流子寿命、高电荷迁移率、长载流子扩散距离、优越的均匀性和长期稳定性，有利于设计高性能的自供电集成电路型光电探测器。

此外，由晶体组成的光电探测器表现出高响应率、高光导增益、优异的检测能力和高响应速度。因此，以12×12像素的单晶光电探测器矩阵为基础制造出了具有均匀光响应的集成成像系统。

例如，2×2像素矩阵在选择性照明下表现出良好的像素分辨能力。

研究人员认为，这种新颖的设计将为钙钛矿自供电集成电路在成像相关中应用中开辟新的途径。

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