基于Au纳米柱Cs₂AgBiBr₆光电探测器的研究

摘要

无铅双钙钛矿材料Cs₂AgBiBr₆由于其良好的稳定性和优异的光电性能，在光电探测应用领域具有广泛应用。然而，由于Cs₂AgBiBr₆薄膜的载流子输运性能力差，限制了其在光电探测器的进一步应用。因此，通过低成本且简易的自组装PS纳米球制备周期性纳米柱结构，并在其表面沉积一层Au纳米柱以调控局域电场分布，利用低压辅助一步旋涂法旋涂Cs₂AgBiBr₆薄膜制备Cs₂AgBiBr₆光电探测器。实验结果表明，Au纳米柱增强了Cs₂AgBiBr₆薄膜的载流子分离效率，提高了Cs₂AgBiBr₆光电探测器的光电输出效率。相比于传统的Si/Au/Cs₂AgBiBr₆/Au平板结构器件，Au纳米柱结构的Cs₂AgBiBr₆光电探测器在365 nm和405 nm波长的入射光照射下表现出优异的响应性能，其响应时间分别为87 ms/88 ms和85 ms/85ms。此外，在5 V电压和405 nm激发光源条件下，该器件响应度、比探测率和外量子效率分别为0.03 A·W^-1、9.1×10～9 Jones、8.5×10^-11%，分别提高了83%、28倍和108倍。研究结果表明.，基于Au纳米柱Cs₂AgBiBr₆光电探测器可为未来高性能钙钛矿光电探测器的研究提供一种新思路。

关键词

Cs₂AgBiBr₆薄膜 / 光电探测器 / Au纳米柱 / 自组装 / PS纳米球刻蚀

基金资助

广西自然科学基金(2024GXNSFFA010007,AD23026253); 国家自然科学基金(62205080); 广西精密导航技术与应用重点实验基金(DH202218,DH202302); 广西类脑计算与智能芯片重点实验室开放基金(BCIC-23-K6); 广西高校人工智能与信息处理重点实验室(河池学院)开放研究基金(2024GXZDSY015)