导读：成像技术发展日新月异，但是现在仍需要寻找制作简单且有效的方法来开发单色/双色光电探测器。本文成功开发一种具有可转换单色/双色成像功能的溶液处理的有机小分子与钙钛矿结合的光电探测器，实现了快速有效的光/电双功能快速响应器件，还能满足在非常小的电压作用下实现多种单色/双色成像的变换，为开发复杂情况下成像光电探测提供新方法。
成像技术发展日新月异，从当初单元素成像和单色焦平面阵列成像，发展到今天具有多光谱成像功能的第三代低成本高分辨率成像技术，可以处理来自多个波段的信号，并提供更好的目标识别能力。为了发展多光谱测量能力，研究者开始集中于挑战双色探测，但是目前的双色光电探测器严重依赖于具有合金、超晶格和多量子阱结构的外延无机半导体。获得高性能双色光电探测器的过程中，需要克服晶格与半导体层之间的热失配。目前，使用外部机械与光学元件将光谱选择性集成到单个光电检测器像素中开发双色光电探测器。现在仍需要寻找制作简单且有效的方法来开发单色/双色光电探测器。
近日，国家纳米中心丁黎明及兰州大学靳志文等人借助钙钛矿材料MAPbBr3结合COiDFIC，利用他们的高电子迁移率设计制备高性能可见光/近红外双色光电探测器，具有合适的能级匹配度以及光吸收谱的相互补充。设备中的p-n结内建电场与MAPbBr3的高电荷载流子迁移率确保其高响应速度(约102ns)，同时COiDFIC能将光响应扩展到近红外区域，通过这种小分子/钙钛矿的复合结构，实现了快速有效的光/电双功能快速响应器件，这种光电探测器不仅能分辨入射光，而且还能满足在非常小的电压作用下实现多种单色/双色成像的变换。文章于5月7日以题目“An Electrically Modulated Single‐Color/Dual‐Color Imaging Photodetector”发表在Advanced Materials上。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.201907257
研究者首先在ITO基底表面旋涂传输层PTAA并在100℃下逐渐相稳定后，旋涂由PbBr2、MABr混合溶液形成的MAPbBr3层，同样在100℃下退火相稳定后，在此之上旋涂COiDFIC的氯仿溶液，随后在上面沉积银电极。器件的光响应范围在544nm到920nm之间，当没有外加电压时，在525nm与860nm附近的响应值到达0.16AW-1与0.041AW-1在其区域中的响应速度达到102ns。与此同时此器件的高分辨双色成像在无任何光学滤波器在约0.6V的偏压下可以转变为单色成像模式，并且在475nm处的响应值达到0.09AW-1，响应速度为708ns。
图1.光电探测器的结构与工作机理图
图2.光电探测器的成像系统示意图
总的来说，研究者成功合作了一种具有可转换单色/双色成像功能的溶液处理的有机小分子与钙钛矿结合的光电探测器，且能够在低电压的条件下进行高分辨率的可见光/近红外双色成像，在互相切换工作模式时也具有相当的响应速度，基于能带结构理论对器件的颜色转换机理进行研究，这项工作能很好的提供一种用钙钛矿与有机小分子开发可转换光电探测器的想法，为开发复杂情况下成像光电探测提供新方法。(文:kirin)
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