【儀表網 儀表研發】近日，中科院大連化學物理研究所研究員劉生忠團隊與陜西師范大學研究員劉渝城、美國西北大學教授Mercouri G. Kanatzidis合作，研發了一種有效的晶體生長策略，制備出尺寸高達幾英寸的高質量多元混合離子鈣鈦礦單晶，并利用該種鈣鈦礦單晶設計制備出自驅動集成光探測器。相關成果發表在Science Advances上。
集成光學的概念是1969年美國貝爾實驗室的Miller博士提出的 。 集成光學是在光電子學和微電子學基礎上，采用集成方法研究和發展光學器件和混合光學電子學器件系統的一門新的學科 。集成光學的理論基礎是光學和光電子學 ， 涉及波動光學與信息光學 、非線性光學 、 半導體光電子學 、 晶體光學 、 薄膜光學 、 導波光學 、 耦合模與參量作用理論 、 薄膜光波導器件和體系等多方面的現代光學內容 ； 其工藝基礎則主要是薄膜技術和微電子工藝技術 。 集成光學的應用領域非常廣泛 ， 除了光纖通信 、 光纖傳感技術、 光學信息處理 、 光計算機與光存儲等之外， 還有其他領域 ， 如材料科學研究 、 光學儀器 、 光譜研究等 。
在FAPbI3鈣鈦礦中摻入銫離子、甲胺離子和溴離子，可以形成多陽離子及多鹵素離子的鈣鈦礦，這種結構的鈣鈦礦被證明是高效的光伏光電器件的組成。然而，不同研究團隊報道的基于此種鈣鈦礦的高性能器件中，幾種離子的組成和比例不盡相同，尤其是銫離子的相對含量。此外，這種多成分鈣鈦礦在結晶過程中容易出現相分離而形成黃色的非鈣鈦礦相，這會形成缺陷俘獲或散射中心，從而影響器件性能。
為了解決這些問題，該合作團隊選用還原劑來抑制晶體生長過程中的相分離，進而制備出大尺寸的三陽離子混合鹵化物鈣鈦礦單晶。這種基于還原劑策略穩定生長的鈣鈦礦單晶具有相對更長的載流子壽命、更高的電荷遷移率、更長的載流子擴散距離、優異的均勻性和長期穩定性，因此基于該單晶設計生產的自驅動光探測器具有響應率高、光電導增益大、探測率高、以及響應速度快等優點。此外，基于該單晶制備的12×12像素探測器陣列具有均勻的光響應，從而對一個2×2像素的陣列進行選擇性輻照時在像素之間顯示出良好的分辨力。
光電成像器件(photoelectronic imaging devices)是基于光電效應對物體成像或進行圖像增強與轉換的器件。待成像物體發出的輻射因強度或波長范圍往往不適合人眼直接觀察，而需借助像管、攝像管或固體成像器件。
光電成像器件是微光圖像探測器系列的總稱。它們的作用是光電轉換，增強原始輸入光子信號，進而提高圖像探測的效率和精度。
這種設計為鈣鈦礦自驅動集成電路成像應用開辟了一條新途徑。
資料來源：百科、中國科學報
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