[发明专利]卤素钙钛矿异质结光电探测器及其制备方法以及信息通信的装置

说明书

本申请公开一种卤素钙钛矿异质结光电探测器及其制备方法以及信息通信的装置，制备方法包括步骤：步骤一，称取MABr与PbBr₂，加入DMF并搅拌，直至呈澄清透明状，即获得钙钛矿(MAPbBr₃)的前驱体溶液；步骤二，加热MAPbBr₃的前驱体溶液，程序升温，直到120℃保持单晶生长出来，将生长的单晶放入新的前驱体溶液中，直至获得MAPbBr₃钙钛矿块状单晶；步骤三，重复步骤一和步骤二，制备出MAPbCl₃钙钛矿块状单晶；步骤四，制备异质结；步骤五，在制备好的钙钛矿异质结上制备电极，制成基于MAPbBr₃/MAPbCl₃钙钛矿异质结的光电探测器。本公开的方法制备出的探测器具备离子迁移小的特性，利用制备得到的钙钛矿光电探测器结合激光通信模块实现双通道光通信。

技术领域

本发明涉及有机半导体材料以及紫外线探测器的技术与应用领域，具体涉及一种卤素钙钛矿异质结光电探测器及其制备方法以及信息通信的装置。

背景技术

光电探测器是成像和光通信应用的重要组成部分，是许多电子产品的关键部件，如数码相机、智能手机和医疗诊断仪器。目前大多数商业上可用的光电探测器都是基于传统的无机晶体半导体，如硅、铟镓砷、非晶硒、碳纳米管等等。然而，上述半导体材料存在着一些固有的缺陷或者长期未解决的问题，例如，合成成本太高，工艺复杂，难以在常温下使用等。因此寻找探测性能优异，制备工艺简单，并且成本较低的新型半导体材料引起了科研人员的密切关注。

近年来，钙钛矿材料在光电探测领域表现出许多优异特性，如合成方法简单，成本廉价，载流子迁移率高，载流子寿命长，扩散长度长和带隙可调等，钙钛矿单晶凭借着其突出的光学和电荷传输特性，成为最具潜力的光电探测材料。

有研究人员针对MAPbCl₃钙钛矿薄膜、MAPbBr₃钙钛矿薄膜等材料所表现出的优异性能，设计出了一系列快速、灵敏的基于直接探测方式的可见光到紫外光探测器。但这些探测器中的大部分吸收材料存在着由于离子迁移引起的工作不稳定、使用重复率低、准确性低等问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种卤素钙钛矿异质结光电探测器及其制备方法以及信息通信的装置。

为了实现上述目的，本公开提供了一种卤素钙钛矿异质结光电探测器的制备方法，其包括步骤：步骤一，称取MABr与PbBr₂，加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液并搅拌，直至溶液呈澄清透明状，即获得钙钛矿(MAPbBr₃)的前驱体溶液；步骤二，加热MAPbBr₃的前驱体溶液，程序升温，直到120℃为止并保持直到单晶生长出来，将生长的单晶放入新的前驱体溶液中，直至获得MAPbBr₃钙钛矿块状单晶；步骤三，将步骤一中的PbBr₂替换为PbCl₂，重复步骤一和步骤二，溶剂替换为DMF和DMSO混合溶剂1：1，再制备出MAPbCl₃钙钛矿块状单晶；步骤四，制备异质结，滴入MAPbBr₃前驱体溶液，溶解MAPbCl₃和MAPbBr₃钙钛矿块状单晶的(100)平面的表面，使MAPbCl₃和MAPbBr₃钙钛矿块状单晶的(100)平面键合在一起，对单晶异质结施加一定压力，之后，将单晶异质结进行加热；步骤五，在制备好的钙钛矿异质结上制备电极，制成基于MAPbBr₃/MAPbCl₃钙钛矿异质结的光电探测器。

在一些实施例中，在步骤一中，所述MABr的重量为1.1g-2.3g，纯度≥99.5％。

在一些实施例中，在步骤一中，所述PbBr₂的重量为3.6g-7.3g、纯度≥99.5％。