孙连峰、谢黎明等在钙钛矿-氧化锌异质结的光电性能研究方面取得重要进展

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钙钛矿材料具有较高的光吸收系数、载流子迁移率以及较低的缺陷态浓度等优异的光电性质，近年来引起了人们的广泛关注。氧化锌可以钝化钙钛矿并消除其表面和晶界上的陷阱态，有利于载流子的传输，从而改善其光电性能。一维和三维微纳材料具有不同尺寸的协同优势，且其大的异质结面积和高吸收截面可能带来独特的光电性能。

图: CsPbBr3-ZnO 的生长机理与形貌表征图

　　近日，国家纳米科学中心孙连峰课题组与谢黎明课题组合作，设计制备了一种三维钙钛矿-一维氧化锌（CsPbBr3-ZnO）p-n异质结。这种异质结表现出了优异的整流特性（整流比~106）。作为光电探测器，它覆盖了紫外到可见光波段。在254 nm的光照下可获得高的光电开关比（107）、响应度（3.5×103 A / W）、检测率（6.59×1014 Jones）和外量子效率（1.7×106 ％）。在473 nm激光照射下，开关比和响应度分别为103和41.5 A / W。研究发现，CsPbBr3-ZnO异质结中光生载流子的弛豫长度比CsPbBr3晶体中的弛豫长度更长，且异质结中载流子的弛豫长度可以通过外部电场调节CsPbBr3和ZnO之间的势垒来进一步控制。该方法将为混合维异质结构的电子和光电性质的基础研究提供一个新的材料平台。相关研究成果发表在Nano Today上（Nano Today 2020, 36, 101055）。
　　国家纳米科学中心博士研究生刘佳和刘风景博士为共同第一作者；李勇军副研究员、孙连峰研究员和谢黎明研究员为共同通讯作者。该研究得到了科技部重点研发计划，国家自然科学基金委，中国科学院战略性先导专项（B类），广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院等项目的支持。
　　原文链接：https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S1748013220302255。


       文章来源：国家纳米科学中心
　　孙连峰，男，1964年出生于山东淄博。国家纳米科学中心博士生导师。1986年毕业于山东曲阜师范大学物理系，1989年在中科院物理所获硕士学位。1990年至1997年在胜利油田工作，2000年在中科院物理所获博士学位，2000年到2003年间分在新加坡国立大学物理系（博士后）及英国剑桥大学Cavendish做研究工作。2004年进入国家纳米科学中心工作，任研究员。现已发表包括Nature (1), Nano Lett. (4), Adv. Mater. (5), App. Phys. Lett. (8)等SCI 论文近50篇，文章他人引用率超过600 次。研究工作曾被评为国内基础研究十大进展，被科学时报，科学通报，中国科技通讯，英国BBC(News On line)，Nature China，Asia Materials（Nature Group）等多次报道。
       谢黎明，国家纳米科学中心研究员。1982年出生于湖南；2004年毕业于北京大学（本科）；2009年6月获得北京大学博士学位，博士期间（2007-2008）前往美国MIT进行联合培养；2009年至2012年在美国斯坦福大学从事博士后研究；2012年5月起被聘为国家纳米科学中心研究员，博士生导师。主要从事过的工作：1）单根单壁碳纳米管的光致发光、电致发光和拉曼光谱研究；2）单根石墨烯纳米带的高分辨结构表征、拉曼光谱表征和器件研究；3）石墨烯作为基底在拉曼光谱检测中的应用研究。在JACS、Nature Nanotech.、Nano Lett.、ACS nano、Nano  Research等杂志上发表论文20余篇，引用次数300余次。