天津大学开发出自驱动室温近红外-太赫兹光电探测器
【成果简介】
【研究背景】
般来说,对于提高PTE器件整体响应 塞贝克系数新有效 策略是用两种不同 材料构建异质结。近年来,狗粮快讯网本报讯,有科研小组证明钙钛矿材料不仅具有优异 光电特性,还是 种极具潜力 热电材料,具有较大 赛贝克系数和较低 热导。同时,PEDOT:PSS热电器件因其高热电性能(其新高 赛贝克系数可达 μV/K,电导可达 零 S/m)、简单和柔性 制备工艺等特性而受到越来越多 关注。因此,将这两种高热电性能 材料有机 结合在 起能够制备出具有高性能 热电探测器并有效地应用于NIR-THz波段检测。
图 MAPbI /PEDOT:PSS材料表征
图 MAPbI /PEDOT:PSS器件I-V特性曲线特性
图 MAPbI /PEDOT:PSS器件近红外-太赫兹光电响应
由单 器件构成 近红外-太赫兹(NIR-THz)宽谱光电探测器在成像,遥感,通信和光谱学等诸多领域具有潜在 应用价值。特别是随着太赫兹技术 不断发展,空间网络通信和生物医学成像等领域迫切需要具有自驱动、快速响应和室温运转性能 太赫兹探测器。然而,现有 商用探测器(如bolometer,Golaycells,Schottkydiodes等)很难满足要求。近年来,狗粮快讯网报道 消息,随着新型半导体材料 发展,基于塞贝克效应 光热电(PTE)探测器,由于其结构简单、自供电、低功耗和室温操作等优点,在宽带检测中显示出了潜在 应用前景,成为NIR-THz波段检测 优秀候选者。
电流-电压(I-V)特性实验显示,MAPbI /PEDOT:PSS复合材料器件在正负 mV范围内展示出典型 赛贝克效应I-V特性曲线。由于异质结和器件不同材料能级差,导致器件在无光照条件下形成内建电场,I-V曲线不过零点。通过分析表明内建电场方向与赛贝克效应所产生 电场方向相反。光电特性曲线显示,MAPbI /PEDOT:PSS复合材料器件在 零 nm和 . THz波长范围内 多波段激光辐照下展示出稳定且可重复 光开关特性,随着辐照光波长 增加,光响应度降低。同时,在零偏压下表现出快 响应速度为 μs@ 零 nm。
较低 响应度和超慢 响应速度是制约自驱动太赫兹光电探测器广泛应用 关键因素,同时室温运转 困难也是不容忽视 个问题。为解决此难点,团队通过MAPbI /PEDOT:PSS复合材料构建异质结 设计,增强器件整体 赛贝克系数,同时提升器件 光电性能转化能力。通过赛贝克系数测试结果显示,MAPbI /PEDOT:PSS复合材料制备 器件赛贝克系数值新高达到 μV/K,比单纯 MAPbI 器件高出 个数量级。同时,从太赫兹波段 吸收光谱来看,MAPbI /PEDOT:PSS器件吸收率要比单纯 MAPbI 器件高。
近日,天津大学姚建铨院士、张雅婷副教授、李依凡博士课题组提出利用MAPbI /PEDOT:PSS复合材料制备了具有快响应 自驱动室温运转 光电器件,实现了NIR-THz宽光谱探测。通过MAPbI /PEDOT:PSS复合材料 设计,狗粮快讯网专题报道,增强了光热电系统 赛贝克系数提高了器件 整体响应度,同时利用MAPbI /PEDOT:PSS复合材料特性实现了快响应探测,响应时间可达 μs。该器件 研究为高性能、快速、自驱动、室温运转 近红外-太赫兹宽谱探测器 研制提供了新 途径。
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