物构所自驱动紫外光电探测铁电材料研究获进展

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物构所自驱动紫外光电探测铁电材料研究获进展

2020.3.02

　　紫外光电探测在军事、医疗、环境等领域具有非常广泛的应用。但是目前所报道的紫外光电探测大部分都需要有外加电压的存在才能够工作，制约着光电器件往便携、节能方面的发展。铁电体具有自发极化，且在光照下铁电自发极化所产生的内建电场能够促进光生载流子的分离，在自驱动光电探测领域显示了广阔的应用前景。与传统的无机铁电体相比，有机无机杂化钙钛矿铁电体因其丰富的物理化学特性而备受关注。然而，基于杂化钙钛矿铁电体实现自驱动紫外光电探测仍然是需要解决的一个重要问题。

　　中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室无机光电功能晶体材料研究员罗军华团队在国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、中科院战略性先导专项和副研究员李丽娜主持的国家自然科学基金面上基金等资助下，成功构筑了一例可实现自驱动紫外光电探测的二维三层有机无机杂化钙钛矿铅氯铁电体。研究发现：该化合物中无机八面体的扭曲和有机阳离子的有序化协同诱导了该化合物的铁电自发极化；同时，该化合物的带隙为3.39 eV。进一步，基于铁电自发极化，研究人员成功实现了自驱动紫外光电探测，并且其短路电流可达18.6 μA/cm2，远高于传统的无机铁电体。该工作不仅为后续设计宽禁带铁电材料提供了一种新的策略，而且进一步拓展了有机无机杂化钙钛矿铁电体在自驱动紫外光电探测的研究，相关的研究结果最近以通讯的形式发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc., DOI:10.1021/jacs.9b10919）上，博士研究生王洒洒为该论文的第一作者。