【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】新一代光電探測器件中，外置電源一直是制約系統(tǒng)性能與器件小型化的關(guān)鍵瓶頸。因此，無需電源模塊的自驅(qū)動光電探測在下一代便攜式、節(jié)能光電器件中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。相比于傳統(tǒng)的p-n結(jié)/異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料，鐵電材料提供了一種簡單有效實現(xiàn)自驅(qū)動光電探測的方式。光輻射下，單相鐵電材料內(nèi)部產(chǎn)生光生電子空穴對，光生載流子在鐵電自發(fā)極化電場作用下分離，并在外電路產(chǎn)生信號電壓和電流，從而實現(xiàn)對光的探測。
 

　　然而，傳統(tǒng)的無機鐵電材料，因其較大的禁帶寬度、較弱的半導(dǎo)體特性等因素限制了其在光電器件中的應(yīng)用。近年來，有機無機雜化鈣鈦礦鐵電材料，因其大的自發(fā)極化及優(yōu)異的半導(dǎo)體特性，在自驅(qū)動光電探測方面展現(xiàn)出巨大的潛力。
 

　　中科院福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室無機光電功能晶體材料羅軍華研究員團隊在國家自然科學(xué)基金重點項目、國家杰出青年基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項和海西研究院“團隊百人”孫志華研究員主持的國家自然科學(xué)基金委青年基金等項目資助下，利用二維雜化鈣鈦礦鐵電體(CH3CH2NH3)2(CH3NH3)2Pb3Br10實現(xiàn)了自驅(qū)動光電探測。研究發(fā)現(xiàn)：在無外接電源情況下，在鐵電極化的驅(qū)動下該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的光電探測性能，光電流密度可以達到~4.1 μA/cm2，電流開關(guān)比可達到106，和極快光電響應(yīng)速率。
 

　　此外，該鐵電材料還展現(xiàn)出電場可調(diào)的光電探測性能。該工作不僅為我們后續(xù)探索多功能鐵電材料提供了一種方案，同時進一步拓展了無機有機雜化鐵電材料在智能光電器件中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，相關(guān)的研究結(jié)果近以通訊的形式發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201907660)上，副研究員劉希濤為該論文的作者。