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钙钛矿单晶薄膜生长技术研发成功
2024-06-06   浏览量:46

中化新网讯 近日,华东理工大学研究团队自主研发了一种钙钛矿单晶薄膜通用生长技术,将晶体生长周期由7天缩短至1.5天,实现了30余种金属卤化物钙钛矿半导体的低温、快速、可控制备,为新一代的高性能光电子器件提供了丰富的材料库。

  据介绍,金属卤化物钙钛矿是一类明星半导体材料,在太阳能电池、发光二极管、辐射探测领域展现出应用前景。这些光电子器件主要采用多晶薄膜作为光活性材料,但多晶形式的“先天缺陷”显著降低器件性能和使用寿命。相对于碎钻般的多晶薄膜,钙钛矿单晶晶片如同完美的“非洲之星”钻石,其极低的缺陷密度仅为多晶薄膜的十万分之一左右,同时兼具优异的光吸收、输运能力以及稳定性,成为更理想的候选材料。然而传统制备方法仅能以高温、生长速率慢的方式制备几种毫米级单晶,限制了单晶晶片的实际应用。

  基于此,该研究团队研发的钙钛矿单晶薄膜通用生长技术让毫米级“碎钻”长成了厘米级“钻石”。“这项生长技术具有普适性,可以实现30余种金属卤化物钙钛矿半导体的厘米级单晶薄膜生长。”该成果的主要完成人、华东理工大学侯宇教授表示。这一成果不但提供了一条普适、高效、低条件的单晶薄膜生长路线,还基于这一材料组装出高性能单晶薄膜的辐射探测器件,目前主要用于X光探测和成像。

  下一步,此项研究将进一步开发动态高分辨成像技术,为钙钛矿晶片的辐射探测应用落地铺平道路。


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