近日，中科院大連化物所韓克利研究員團(tuán)隊(duì)采用溶液法制備了一種基于非鉛鈣鈦礦的高靈敏度光電探測器。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理化學(xué)快報(bào)雜志》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。

光電探測器在信號處理、通訊、生物成像等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。目前高性能的鈣鈦礦光電探測器大多基于含鉛鈣鈦礦。研究人員前期曾制備了一種超級靈敏的鉛基鈣鈦礦光電探測器。發(fā)現(xiàn)其中含有的重金屬元素鉛對環(huán)境和人類會造成危害，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。目前已有報(bào)道的非鉛鈣鈦礦光電探測器性能要遠(yuǎn)低于含鉛鈣鈦礦光電探測器，因此制備高性能非鉛鈣鈦礦光電探測器成為當(dāng)下研究熱點(diǎn)。

近日，該團(tuán)隊(duì)成功合成了一種含銻（Sb3+）元素的鈣鈦礦單晶。通過研究其載流子動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)該單晶具有載流子壽命長、遷移率高、擴(kuò)散長度長等優(yōu)點(diǎn)。利用該材料構(gòu)建的微米尺度光電探測器能達(dá)到高效的電荷收集率，可實(shí)現(xiàn)在弱光下的高靈敏響應(yīng)（40A/W），該靈敏度為目前已有報(bào)道的非鉛鈣鈦礦光電探測器最高值。此外，研究還發(fā)現(xiàn)該光電探測器具有小于1毫秒的快速響應(yīng)時(shí)間，表明Sb基鈣鈦礦是一種很好的光電探測材料，在取代含鉛鈣鈦礦方面具有較大優(yōu)勢。