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有機-無(wú)機鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性質(zhì)，應用于制備高效率太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管。鈣鈦礦具備較高的載流子遷移率、較長(cháng)的壽命和擴散距離，也是一類(lèi)較為理想的光電探測器材料。但三維鈣鈦礦暗電流對光電探測器的信噪比有較大影響，發(fā)展受到限制?；诙嗑П∧さ墓怆姸O管檢測器，雖可抑制暗電流，但無(wú)法實(shí)現較大的光電導增益，器件靈敏度也不理想。

近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所博士吳雨辰、中科院院士江雷課題組與天津大學(xué)教授付紅兵，中科院外籍院士、美國加州大學(xué)伯克利分校教授張翔團隊合作，制備出高質(zhì)量的二維鈣鈦礦單晶納米線(xiàn)陣列，首次發(fā)現二維鈣鈦礦納米線(xiàn)的邊緣態(tài)光電導效應，并實(shí)現了目前世界上最高靈敏度的鈣鈦礦光電探測器。

研究人員通過(guò)不對稱(chēng)浸潤界面，控制二維鈣鈦礦的晶體生長(cháng)。通過(guò)電子衍射、同步輻射掠入射X射線(xiàn)散射發(fā)現，制備得到的納米線(xiàn)取向單一，導電的少層鈣鈦礦和丁胺基離子層層組裝，形成超晶格結構。通過(guò)測量不同高度納米線(xiàn)的熒光和光電導發(fā)現，鈣鈦礦層的邊緣能夠有效地分裂激子，產(chǎn)生并傳導自由載流子，從而實(shí)現了優(yōu)異的光電導?；诖思{米線(xiàn)制備的光電探測器，實(shí)現了10⁴ A/W以上的響應度和7×1015 Jones以上的探測度，是目前世界上最靈敏的鈣鈦礦光電探測器，比傳統的硅光電二極管性能高出2-3個(gè)數量級。

相關(guān)研究結果發(fā)表在《自然-電子學(xué)》上，并被作為highlight報道。相關(guān)研究得到了科技部重點(diǎn)專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目及北京市自然科學(xué)基金面上項目的資助。

二維鈣鈦礦單晶納米線(xiàn)陣列邊緣態(tài)光電導機理