王俊课题组在钙钛矿薄膜光电器件研究中取得新进展

近期，复旦大学信息学院光科学与工程系王俊课题组与复旦大学微电子学院季力课题组，合作研究了基于大面积全无机铅钙钛矿半导体薄膜制备多种光电器件的科学问题，包括微米激光器、光电探测器、场效应晶体管。2023年5月15日，相关研究成果以“Optoelectronic Devices of Large-Scale Transferred All-Inorganic Lead Halide Perovskite Thin Films”为题发表在国际学术期刊 《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

全无机铅钙钛矿材料在光伏与光电二极管领域中具有很大的应用潜力，引起了科研与工业界的极大兴趣。由于其光学增益强、载流子扩散长、激子结合能大和振子强度强等性质，钙钛矿半导体在各种光电器件中表现出优越的性能，包括光泵浦激光器、光电探测器、场效应管、以及发光二极管。全无机卤化铅钙钛矿也比杂化钙钛矿半导体表现出更好的光学稳定性。因此，基于全无机单晶钙钛矿发展各类光电器件应用是十分有利的，也对光电子器件的片上集成有着推动作用。

针对这一前沿研究，团队利用沉积技术生长了大面积的单晶钙钛矿薄膜，并直接转移到多种衬底上，实现了三种典型的光电器件。1）钙钛矿单晶薄膜可形成光泵浦的低阈值（61 μJ cm^-2）光子激光。2）具有良好性能的钙钛矿光电探测器，其响应率为2.4 a /W，探测率为1.6×1012 Jones，上升和下降时间为48.9 µs和60.2 μs。3）具有良好性能的场效应晶体管，其空穴迁移率为11.47 cm² V⁻¹ s⁻¹。实验证明基于该转移工艺可制备大面积的单晶钙钛矿光电器件，并扩展到发光二极管与太阳能电池的应用中。

 

 

复旦大学光科系王俊副研究员、复旦大学微电子学院季力教授、孙清清教授与胡申研究员为论文的通讯作者，复旦大学博士研究生郭翔宇、韩琦为论文的第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委基础研究项目和启明星培育项目等基金的支持。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c03191