我校崔艳霞团队与浙大陈红征团队在《Advanced Functional Materials》合作发表最新研究成果

日前，我校光电工程学院纳米光电子器件崔艳霞教授团队和浙江大学高分子科学与工程学系陈红征教授团队合作在钙钛矿光电探测器领域取得重要研究进展，研究以“Highly Sensitive Self-Powered 2D Perovskite Photodiodes with Dual Interface Passivations”为题发表在材料科学国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子19.924)。该论文的第一署名单位为太原理工大学，物理学院冀婷副教授为论文第一作者，崔艳霞教授、冀婷副教授、浙江大学陈红征教授为论文共同通讯作者。

图1.论文页面截图

由于优异的光电性能及低廉的制作成本，有机-无机杂化钙钛矿材料在太阳电池、光电探测器、发光二极管等光电器件中有着广泛的应用。光电探测器在光通信、图像传感、环境监测、化学/生物探测等方面有着重要的应用。目前钙钛矿光电探测器的响应度、探测率、响应速度等性能已经十分优异，但三维钙钛矿材料的稳定性欠佳，阻碍其实际应用。

图2.二维钙钛矿光电二极管的器件结构及亮暗电流曲线

崔艳霞教授团队联合浙江大学陈红征教授报道了一种双界面钝化的基于二维钙钛矿(PEA)₂(MA)₄Pb₅I₁₆(PEA=C₆H₅(CH₂)NH₃, MA=CH₃NH₃)的超灵敏自驱动光电二极管。通过在二维钙钛矿薄膜底部引入超薄Al₂O₃层，可减少二维钙钛矿薄膜内的缺陷、抑制界面复合，从而极大降低器件的暗电流同时增加亮电流；在二维钙钛矿薄膜顶部引入poly (methyl methacrylate) (PMMA)层，可保护二维钙钛矿薄膜，从而增加器件的稳定性。结果表明，双界面钝化二维钙钛矿光电二极管在零偏压下亮暗电流比达到10⁷，响应速度达到597ns，线性动态范围达到160dB。在功率密度为1.5nmcm^-2的532nm激光照射下，器件的响应度、探测率分别为0.36AW^-1和5.4×10¹²Jones。另外，双界面钝化器件展现出了良好的稳定性。这项工作可促进低成本、低功耗图像传感器的开发。

图3.双界面钝化二维钙钛矿光电二极管的性能

崔艳霞，太原理工大学教授，博士生导师，国家优青，多年来专注于纳米结构增强型光子及光电子器件的制造、表征与应用研究，在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Lett.、Laser & Photon. Rev.等期刊上发表论文139篇，H指数28，论文引用次数4728次(google scholar)，单篇引用次数最高922次。主持国家级项目5项（含重点项目1项）、省部级项目14项，出版学术专著1部，授权专利17项、申请专利17项(含美国专利3项)，在国内外学术会议上做邀请报告24次。获山西省自然科学奖二等奖1项(排名第1)，入选Elsevier光学工程学科中国高被引学者、香江学者，获玛丽·居里行动计划Seal of Excellence荣誉、“强国青年科学家”提名奖等。主讲光学电磁理论(研究生)、光电传感与检测技术(本科)等课程。主持教改项目2项，发表教改论文3篇。

冀婷，太原理工大学副教授，硕士生导师。博士毕业于复旦大学。主要从事微纳光子与光电子学领域的研究，在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、App. Phys. Lett.等期刊上发表学术论文50余篇。主持国家级项目2项、省部级项目3项，出版学术专著1部，授权专利8项。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202210548