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科研进展

Advanced Science:热压退火策略实现高性能铜卤化物基窄带紫外光电探测器

作者:暂无 时间:2025-10-20 点击数:


近日,课题组在铜卤化物基窄带紫外光电探测器方面取得重要进展,相关结果以“Hot-Pressing Annealing-Induced Light Utilization Enhancement and Crystallinity Optimization Enable High-Performance Narrowband Ultraviolet Photodetectors for Real-Time Ultraviolet Radiation Monitors”为题发表在国际知名期刊《Advanced Science》上。该论文的第一作者为2021级博士研究生马敬丽,通讯作者为我院史志锋教授,郑州大学物理学院为论文第一单位。

地球上的每个人都暴露在太阳辐射的UVB280315 nm)和UVA315400 nm)紫外线下。适量的紫外线辐照会促进维生素D的产生,然而,过量的紫外线辐照将会对人类的皮肤、眼睛和免疫系统造成不可逆转的伤害。因此,实时紫外线辐射监测仪在守护个人健康方面发挥着关键作用。为了实现具有强抗干扰性的紫外辐照监测仪,制备选择性探测UVBUVA特定波段的窄带紫外光电探测器至关重要。然而,现有窄带光电探测器普遍采用表面缺陷态辅助的电荷收集窄化策略,这无疑会影响器件性能。


   


基于此,研究人员开发了一种热压退火策略,成功制备出晶粒垂直贯穿整个膜层的高质量Cs3Cu2I5准单晶薄膜。理论模拟与实验表征结果表明,该热压退火工艺降低了Cs3Cu2I5薄膜的缺陷态密度,减少了280375 nm波段的光损耗,同时显著提升了Cs3Cu2I5/GaN异质结中的电荷传输与收集效率。得益于此,所构建的Cs3Cu2I5准单晶薄膜/GaN异质结光电探测器在保持窄带探测特性(280375 nm)的同时,实现了优异的自供电紫外探测性能,包括低至1.50×1012 A的暗电流、0.22 A·W1的高响应度、6.40×1011 Jones的比探测率以及26/117 μs的响应速度。进一步地,基于该器件对UVB-UVA特定波段的窄带响应特性,研究团队成功研制出实时连续紫外辐照监测仪,为预防因过度紫外线辐射引发的疾病提供了有效的技术手段。这项工作不仅推动了高性能窄带紫外光电探测器的发展,更实现了从技术创新到实际应用设备开发的紧密衔接。

该项工作得到了国家重大科研专项、国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省科技研发计划以及河南省科技创新团队支持计划等项目的支持。

文章链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202513795




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