福建物構所雜化光鐵電半導體的結構設計與光電應用取得新進展
时间:2020-11-06 栏目:献礼60周年

  

  偏振光電探測在軍事、醫療、環境等領域具有廣泛應用,二維結構材料是實現該功能的重要物質載體之一。其中,二維有機-無機雜化鐵電體不僅表現出強烈的結構各向異性,而且鐵電自發極化形成的內建電場利于光生載流子分離,在偏振光電探測方面獨具優勢。然而,基于二維雜化光鐵電半導體實現高效的日盲紫外光電探測仍然是需要解決的一個重要問題。

  中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”羅軍華研究員團隊利用“降維設計策略”發展了二維雜化光鐵電半導體材料的新體系(A')n-1(A)2MnX3n+1以三維鈣钛礦結構骨架爲模板,通過引入有機配體獲得寬帶隙(Eg=3.35)二維光鐵電半導體化合物;有機配體與無機骨架之間交替排列,形成二維的量子阱結構,賦予化合物強烈各向異性的光學、電學及光電響應特性。與此同時,鐵電極化所形成的内建电场能够促进光生载流子分离,有利于提升器件性能。基于铁电单晶所组装的器件在日盲紫外区展现出良好的偏振响应,具有较高的光暗电流比和二向色性比。该工作为后续设计宽禁带的二維光鐵電半導體化合物提供了一种新的合成策略,将进一步拓展该系列材料的应用范围。

  相關研究成果發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed., 2020, doi.org/10.1002/anie.202009329)。第一作者爲福大聯培畢業碩士生徐志雲,通訊作者爲孫志華研究員。該研究工作得到了國家傑出青年基金、重點項目、中科院戰略性先導專項以及國家基金委“優青”、面上和青促會優秀會員等項目資助。

  論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202009329

(羅軍華課題組供稿)

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