中國(guó)粉體網(wǎng)訊 新型鈣鈦礦是目前研究的熱點(diǎn)材料之一，其相關(guān)研究在太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管和光電探測(cè)器等領(lǐng)域取得了巨大的進(jìn)展�；阝}鈦礦材料的光電器件和電子器件制備工藝簡(jiǎn)單，易于大面積加工制造和集成到經(jīng)典的電子器件中。但是，基于鈣鈦礦材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管研究仍然較少，已報(bào)道的工作存在載流子遷移率較低、傳輸機(jī)理不明等問(wèn)題。
針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所郭春雷中美聯(lián)合光子實(shí)驗(yàn)室的于偉利課題組采用空間限域、反溫度結(jié)晶相結(jié)合的方法，制備了具有低缺陷密度的CsPbBr3薄單晶，克服了載流子在橫向通道傳輸過(guò)程中易受晶界和晶粒缺陷影響的問(wèn)題，制備出了高效的光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
他們利用空間限域、反溫度結(jié)晶相結(jié)合的方法生長(zhǎng)出的CsPbBr3薄單晶沒(méi)有明顯的晶粒界疇，厚度在2微米左右，尺寸可以達(dá)到毫米級(jí)或更大尺寸，便于電子、光電子器件的制備和應(yīng)用�；诖吮尉У膱�(chǎng)效應(yīng)晶體管在室溫下具有雙極性，且其載流子傳輸表現(xiàn)出奇異的光強(qiáng)依賴性：電子的遷移率與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而空穴的遷移率隨光照強(qiáng)度的增加而增加；在電子為多數(shù)載流子時(shí)，閾值電壓表現(xiàn)出了光的依賴性，而空穴為多數(shù)載流子時(shí)卻沒(méi)有這一現(xiàn)象。這是首次在鈣鈦礦材料中報(bào)道這一現(xiàn)象。作者分析認(rèn)為：這種特殊的傳輸特性是分別由光電導(dǎo)效應(yīng)和光伏效應(yīng)引起的，體現(xiàn)了鈣鈦礦材料載流子傳輸機(jī)制的特殊性。在50 mW/cm2的光照條件下，所制備的場(chǎng)效應(yīng)晶體管在室溫下具有0.40（0.34）cm2 V-1 s-1的電子（空穴）遷移率，顯著優(yōu)于迄今為止所報(bào)道過(guò)的基于CsPbBr3鈣鈦礦材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，所制器件也表現(xiàn)了優(yōu)良的光探測(cè)器性能。
這項(xiàng)工作不僅為制備高性能光敏場(chǎng)效應(yīng)晶體管提供了指導(dǎo)策略，而且揭示了全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbBr3特有的電荷傳輸機(jī)理，將有助于后續(xù)的鈣鈦礦材料的光電特性的研究及器件優(yōu)化。相關(guān)結(jié)果以Anomalous Ambipolar Phototransistors Based on All㊣norganic CsPbBr3 Perovskite at Room Temperature 為題發(fā)表在Advanced Optical Materials （DOI: 10.1002/adom.201900676）上。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）
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