近日，我院孙文红教授领导的光电材料与器件研究团队开展了在单晶钙钛矿探测器方面的研究，研究成果以“Lattice relaxation effect in CsxMA(1-x)PbBr3 single crystal to enhance optoelectronic performance of perovskite photodetectors”为题发表在《Ceramics International》期刊上。
近些年来单晶 MAPbBr3钙钛矿由于其优异的光电性能和良好的化学稳定性，被认为是一种可用来制备高性能光电探测器的先进材料。目前，通过对MA+掺杂替代的方法，可以有效提高晶体的光电性能。本研究对Cs+掺杂前后的单晶性质与光电性能进行了模拟、比较和分析，结果表明掺杂元素能使晶格弛豫，有效的提高晶体稳定性，降低缺陷密度，当掺杂浓度在2%时效果最好。DFT模拟与XRD、XRC的测试结果很好的证明了这一点。同时通过I-V、TRPL、TC等测试，也进一步证明了Cs+掺杂能改善其光电性能。PL测试证明了掺杂导致的晶格弛豫能用于对晶体能带间隙进行微调，对此我们进一步从XPS和DFT模拟中给出了相应的分析与解释。该研究为单晶钙钛矿材料的掺杂工作与微量调控工作提供了参考。
该工作获得广西人才计划，高层次人才计划，东盟青年科学人才计划，广西科技计划，广西大学基金会等资助。
论文作者：李磊（硕士生），苏孟伟（硕士生），邱鑫（硕士生），赵欣宇（硕士生），朱兴林（硕士生），韦文旺（博士生），黄丽香（硕士生），李国新（硕士生），王玉坤（通信作者），孙文红（通信作者）。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.09.119