用于高性能光电探测器的PbSe/CsPbBr3纳米片异质结构的选择性外延生长

《ACS Applied Nano Materials》：Selective Epitaxy of PbSe/CsPbBr3 Nanosheet Heterostructures for High-Performance Photodetectors

本研究通过精确控制的二步气相外延法，成功制备了高质量垂直和横向PbSe/CsPbBr3纳米片异质结构，揭示了热梯度和模板厚度对生长动力学的影响，并证实其高效载流子传输和可见光-近红外响应特性及光致导纳抑制效应。

　　

钙钛矿异质结构由于在光电器件中的广泛应用而受到了广泛关注。然而，由于离子扩散距离较长以及钙钛矿材料本身的不稳定性，高质量异质结构的合成仍然具有挑战性。在本研究中，我们通过精确控制的两步气相外延工艺成功制备了高质量的垂直和横向PbSe/CsPbBr₃纳米片异质结构。与现有的PbSe/钙钛矿体系相比，该研究不仅通过精确的温度控制实现了垂直和横向异质结构的选择性制备，还获得了具有高晶体质量的清晰异质界面。此外，我们揭示了热梯度和模板厚度在调控生长动力学中的关键作用，为外延过程提供了新的机制见解。光致发光和时间分辨光致发光光谱实验证实了这些异质结构内部有效的载流子传输。由横向PbSe/CsPbBr₃核壳纳米片异质结构制成的光电探测器在可见光（405 nm）和近红外（830 nm）波长范围内均表现出显著的光响应。值得注意的是，在830 nm光照下观察到的负光电导现象揭示了光诱导的导电抑制效应。这项工作为钙钛矿异质结构的外延机制提供了基础性认识，并为高性能光电器件的发展提供了一个可行的平台。