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用于高探测率光电探测器的优质长取向CsPbBr?微棒单晶的成核控制生长

DOI:10.1039/c9tc05333f 期刊:Journal of Materials Chemistry C 出版年份:2019 更新时间:2025-09-16 10:30:52
摘要: 由于溴化铯铅(CsPbBr3)作为全无机钙钛矿家族最重要的成员之一,具有优异的光电性能和更高的稳定性,其应用受到了广泛关注。最近研究表明,与单晶和薄膜相比,CsPbBr3微棒和纳米线因其更高的结晶度、更少的缺陷以及更易实现沿特定方向的载流子传输控制,在光电探测器中更具优势。然而,目前缺乏足够研究来阐述如何控制CsPbBr3微棒和纳米线的生长,以保持其单晶的光电性能。因此,我们报道了通过简单的反溶剂法控制定向分散超长CsPbBr3微棒单晶(CsPbBr3 MSCs)生长的方法??刂品稚⒊sPbBr3 MSCs生长的关键在于通过调节反溶剂甲醇的扩散速度来控制快速成核速率并减缓生长速率。我们还揭示了CsPbBr3 MSCs以二维晶核为起点的逐层生长机制。研究表明CsPbBr3 MSCs沿[010]方向生长,暴露(101)晶面。此外,基于单根CsPbBr3 MSC制备的光电探测器表现出高达3.67×10^12 Jones的探测率(D)和988的开/关比,显示出极强的光电响应。在施加电场激活后,Cs离子和Cs空位会沿[010]方向通过[101]晶面由[PbBr6]^4-构建的通道向正负电极迁移,该机制有助于增强光电响应而不降低器件稳定性。
作者: Xiaohua Cheng,Zhiwei Peng,Qing Yao,Jie Zhang,Jianxu Ding,Ye Yuan,Lin Jing,Tianliang Zhou,Zhengxiao Li
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研究概述 实验方案 设备清单

通过简单的反溶剂法研究定向分散超长CsPbBr3微棒单晶(CsPbBr3 MSCs)生长的控制,以制备高探测率光电探测器。

该研究成功利用反溶剂法实现了超长CsPbBr3微米级单晶的可控生长,揭示了其从二维成核开始的逐层生长机制?;谡庑┪⒚准兜ゾе票傅墓獾缣讲馄髡瓜殖龈咛讲饴屎涂乇龋砻髌渚哂杏乓斓墓獾缦煊μ匦?。研究阐明了Cs离子与空位沿[010]方向[PbBr6]4?构建的通道迁移的机理,在不牺牲器件稳定性的前提下增强了光电响应性能。

该研究承认在控制CsPbBr3微棒和纳米线的成核、生长、取向及性能方面存在挑战,尤其是在高温或低压条件下。研究同时强调需要进一步探究CsPbBr3微棒的生长机制,以充分理解并优化其光电性能。

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