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通过CsPbBr3量子点增强InGaZnO光电晶体管的紫外-可见光检测

DOI：10.1088/1361-6641/ab4c9e 期刊：Semiconductor Science and Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 氧化铟镓锌（IGZO）薄膜晶体管（TFT）具有高场效应载流子迁移率和低关态电流特性，在高速低噪声光电探测器和图像传感器应用中颇具优势。然而受限于约3.3电子伏特的光学带隙，IGZO TFT的光电探测范围仅能覆盖短波紫外光。本研究展示了一种通过引入溶液法制备的钙钛矿量子点（QDs）与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）复合层来提升IGZO基光电晶体管性能的简易方法。由于CsPbBr3量子点吸光层能实现光生电子的快速转移，量子点修饰的IGZO光电晶体管将光响应范围拓展至可见光波段（500纳米），其响应度和探测率较原始IGZO TFT提升超过两个数量级。此外，该量子点修饰器件在紫外光（350纳米）照射下也表现出优异性能：在207.3微瓦/平方厘米光强条件下，实现9.72安培/瓦的响应度、2.96×1012琼斯单位的探测率以及10?量级的光暗电流比。
作者： Hao Yu，Xiyuan Liu，Lizhi Yan，Taoyu Zou，Huan Yang，Chuan Liu，Shengdong Zhang，Hang Zhou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过引入溶液法制备的钙钛矿量子点(QDs)层和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)层来提升IGZO基光电晶体管的性能，从而扩展其对可见光范围的光响应，并提高其在紫外光下的响应度和探测率。

研究成果

CsPbBr3量子点/PCBM/IGZO光电晶体管展现出优异的电学性能，在低强度光照下具有增强的光电探测能力，且探测范围覆盖从紫外到可见光的更宽波段。该器件表现出9.72 A/W的响应度、2.96×1012琼斯(Jones)的比探测率以及10?的光暗电流比。本研究表明CsPbBr3量子点可降低基于IGZO的光电晶体管的持续光电导(PPC)效应。

研究不足

器件的瞬态响应需要进一步改进。研究表明，CsPbBr3量子点可以降低基于IGZO的光电晶体管的持续光电导（PPC）效应，但未能完全消除该效应。

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