การตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์โดยใช้คริสตัลโครงสร้างต่างมิติ perovskite 2D / 3D

นาโนเทคโนโลยีประทับเวลา: 10 พฤษภาคม 2021 10:39 น

โหนดต้นทาง: 845311

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

หน้าแรก > ข่าวประชา > การตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์โดยใช้คริสตัลโครงสร้างต่างมิติ perovskite แบบ 2D / 3D

(ก) โครงสร้างแผนผังของเครื่องตรวจจับแสงโพลาไรซ์ (b) การนำแสงขนานและตั้งฉากกับอินเทอร์เฟซ (c) แอนไอโซโทรปีของโฟโตโคโทรนิคเมื่อเทียบกับพลังกระตุ้น (ง) โฟโตเคอร์เรนต์ที่แก้ไขมุมเป็นฟังก์ชันของมุมโพลาไรซ์ที่วัดได้ที่ 405 นาโนเมตรภายใต้อคติที่เป็นศูนย์ (จ) อัตราส่วนโพลาไรซ์ทดลองของเครื่องตรวจจับแสงโพลาไรซ์ที่รายงาน (f) โฟโตเคอร์เรนต์ขึ้นอยู่กับมุมของอุปกรณ์ปัจจุบันที่วัดที่อุณหภูมิต่างกัน CREDIT @Science China Press

นามธรรม:
Photodetectors ที่ไวต่อโพลาไรเซชันโดยใช้สารกึ่งตัวนำแบบแอนไอโซโทรปิกได้แสดงข้อได้เปรียบมากมายในการใช้งานเฉพาะทางเช่นดาราศาสตร์การสำรวจระยะไกลและการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งโพลาไรซ์ สำหรับชั้นที่ใช้งานของเครื่องตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรเซชัน งานวิจัยล่าสุดมุ่งเน้นไปที่เพอร์รอฟสกีไฮบริดอินทรีย์-อนินทรีย์สองมิติ (2D) โดยที่แผ่นพื้นอนินทรีย์และตัวเว้นวรรคอินทรีย์ถูกจัดเรียงในโครงสร้างชั้นขนาน เมื่อเทียบกับวัสดุ 2D อนินทรีย์ที่สำคัญคือความสามารถในการเข้าถึงโซลูชันของ perovskites แบบไฮบริดทำให้สามารถได้รับคริสตัลขนาดใหญ่ในราคาประหยัดซึ่งเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้นในการรวม anisotropy คริสตัลนอกระนาบสำหรับการตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์ อย่างไรก็ตามข้อ จำกัด โดย anisotropy การดูดซึมของโครงสร้างวัสดุความไวโพลาไรซ์ของอุปกรณ์ดังกล่าวยังคงอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นกลยุทธ์ใหม่ในการออกแบบเพอโรสก์ไฮบริด 2 มิติที่มีแอนไอโซโทรปีขนาดใหญ่สำหรับการตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์จึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างเร่งด่วน

การตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์โดยใช้คริสตัลโครงสร้างต่างมิติ perovskite 2D / 3D

ปักกิ่งประเทศจีน | โพสต์เมื่อ 4 พฤษภาคม 2021

Heterostructures ให้เบาะแสในการจัดการกับความท้าทายนี้ ในแง่หนึ่งการสร้างโครงสร้างที่แตกต่างกันสามารถปรับปรุงการดูดกลืนแสงและความหนาแน่นของสารพาหะอิสระของคอมโพสิต ในทางกลับกันสนามไฟฟ้าในตัวที่ heterojunction สามารถแยกคู่ของรูอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นในเชิงพื้นที่ได้ลดอัตราการรวมตัวใหม่อย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มความไวสำหรับเครื่องตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์ ดังนั้น การสร้างโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างผลึกเดี่ยวของเพอร์รอฟสกีแบบไฮบริด 2 มิติแบบแอนไอโซทรอปิกจะทำให้อุปกรณ์มีความไวในการแบ่งขั้วสูง

ในบทความวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ใน National Science Review ในปักกิ่งนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัย Fujian เกี่ยวกับโครงสร้างของสสารสถาบัน Chinese Academy of Sciences ได้สร้างผลึก heterostructure แบบ 2 มิติ / 3 มิติโดยรวมเพอรอฟสค์ไฮบริด 2 มิติเข้ากับคู่ 3 มิติ และบรรลุการตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์ด้วยประสิทธิภาพที่สูงเป็นประวัติการณ์ แตกต่างจากงานก่อนหน้านี้อุปกรณ์ที่ใช้คริสตัลโครงสร้างต่างกันโดยเจตนาใช้ประโยชน์จาก anisotropy ของ 2D perovskite และสนามไฟฟ้าในตัวของโครงสร้าง heterostructure ซึ่งอนุญาตให้มีการสาธิตครั้งแรกของ photodetector ที่มีความไวต่อโพลาไรซ์แบบ perovskite heterostructure ซึ่งทำงานโดยไม่ต้องใช้ภายนอก การจัดหาพลังงาน. โดยเฉพาะอย่างยิ่งความไวในการโพลาไรซ์ของอุปกรณ์นั้นเหนือกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ perovskite ที่รายงานทั้งหมด และสามารถแข่งขันกับเครื่องตรวจจับแสงที่ใช้โครงสร้างอนินทรีย์ การศึกษาเพิ่มเติมเปิดเผยว่าสนามไฟฟ้าในตัวที่เกิดขึ้นที่ heterojunction สามารถแยก excitons ที่สร้างด้วยแสงเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพลดอัตราการรวมตัวใหม่และเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์

“ ความไวของโพลาไรเซชันสูงสามารถทำได้สำเร็จในเครื่องตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรเซชันที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดยอาศัยโครงสร้างความแตกต่างของเพอโรสไคต์ไฮบริดแบบผลึกเดี่ยว 2 มิติ / 3 มิติซึ่งเติบโตขึ้นด้วยวิธีการแก้ปัญหาที่ละเอียดอ่อน” ผู้เขียนกล่าวว่า“ การศึกษาเชิงนวัตกรรมนี้ช่วยขยายการเลือกใช้วัสดุ ที่สามารถใช้สำหรับเครื่องตรวจจับแสงที่ไวต่อโพลาไรซ์ประสิทธิภาพสูงและกลยุทธ์การออกแบบที่สอดคล้องกัน”

# # #

งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจาก National Natural Science Foundation of China โครงการวิจัยหลักของ Frontier Sciences ของ Chinese Academy of Sciences (CAS) มูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งมณฑลฝูเจี้ยนโครงการวิจัยลำดับความสำคัญเชิงกลยุทธ์ของ CAS และเยาวชน การส่งเสริมนวัตกรรมของ CAS.

####

เกี่ยวกับ Science China Press
National Science Review เป็นวารสารวิชาการฉบับสมบูรณ์ฉบับแรกที่เผยแพร่เป็นภาษาอังกฤษในประเทศจีนซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อเชื่อมโยงชุมชนนักวิทยาศาสตร์ที่กำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของประเทศกับพรมแดนด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลก นอกจากนี้วารสารนี้ยังมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ความสำคัญกับทั่วโลกเกี่ยวกับความก้าวหน้าทางการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ทั่วประเทศจีน

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาคลิก โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม

ติดต่อ:
จุนฮัวหลัว

ลิขสิทธิ์© Science China Press

หากคุณมีความคิดเห็นโปรด ติดต่อ เรา

ผู้ออกข่าวประชาสัมพันธ์ไม่ใช่ 7th Wave, Inc. หรือ Nanotechnology Now มีหน้าที่รับผิดชอบต่อความถูกต้องของเนื้อหา แต่เพียงผู้เดียว

บุ๊คมาร์ค: