基于钙钛矿发射体的量子点上转换光电探测器实现红外可视化：为多领域应用带来新突破

为解决传统像素结构制备大面积、高分辨率红外成像面临的挑战，研究人员开发了集成红外硫化铅量子点和钙钛矿发射层的上转换红外成像设备。该设备光子转换效率达 10.6%，分辨率 11μm ，大面积设备像素超 700 万，有望用于直接红外可视化。

　　高分辨率和大面积红外成像在自动驾驶、医学成像、机器视觉、手势识别以及三维（3D）传感应用中备受关注。然而，基于传统像素结构制造大面积、高分辨率红外成像，因制作流程复杂且成本高昂，仍是一项挑战。在这项研究中，研究人员通过集成红外硫化铅（PbS）量子点和钙钛矿发射层，开发出一种上转换红外成像设备。这种结构通过改善传感器与发射层之间的能级对齐，增强了空穴传输。该上转换设备的红外到可见光子转换效率达到 10.6%，使上转换光电探测器的分辨率达到 11μm。研究人员利用溶液相液态配体交换方法制备量子点薄膜，制造出面积为 3×3 cm 的大面积上转换设备，该设备等效像素规模超过 700 万像素 。上转换设备采用直接红外成像方法，但性能受红外检测层和发射层之间低效的载流子传输限制。在本研究中，研究人员集成红外量子点和钙钛矿量子阱发射体，开发出一种上转换红外成像设备。钙钛矿量子阱的能级与红外量子点良好对齐，使得它们之间能够有效进行载流子转移，产生超过 10% 的光子转换效率和 45.5 的高开关比。该设备分辨率为 11μm，是溶液处理红外上转换设备所取得最佳值的 3 倍。此外，基于溶液相配体交换，研究人员制造出面积为 3×3 cm 的大面积均匀上转换设备。该大面积设备估计像素规模超过 700 万像素，可用于直接红外可视化。