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Ultrahigh-Responsivity Photodetectors from Perovskite Nanowire Arrays for Sequentially Tunable Spectral Measurement

响应度 材料科学 光电探测器 钙钛矿(结构) 光电子学 制作 纳米线 微晶 结晶 光探测 比探测率 光电流 纳米技术 结晶学 化学工程 化学 病理 冶金 工程类 医学 替代医学
作者
Wei Deng,Liming Huang,Xiuzhen Xu,Xiaohong Zhang,Xiangcheng Jin,Shuit-Tong Lee,Jiansheng Jie
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:17 (4): 2482-2489 被引量:201
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.7b00166
摘要

Compared with polycrystalline films, single-crystalline methylammonium lead halide (MAPbX3, X = halogen) perovskite nanowires (NWs) with well-defined structure possess superior optoelectronic properties for optoelectronic applications. However, most of the prepared perovskite NWs exhibit properties below expectations due to poor crystalline quality and rough surfaces. It also remains a challenge to achieve aligned growth of single-crystalline perovskite NWs for integrated device applications. Here, we report a facile fluid-guided antisolvent vapor-assisted crystallization (FGAVC) method for large-scale fabrication of high-quality single-crystalline MAPb(I1-xBrx)3 (x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4) NW arrays. The resultant perovskite NWs showed smooth surfaces due to slow crystallization process and moisture-isolated growth environment. Significantly, photodetectors made from the NW arrays exhibited outstanding performance in respect of ultrahigh responsivity of 12 500 A W-1, broad linear dynamic rang (LDR) of 150 dB, and robust stability. The responsivity represents the best value ever reported for perovskite-based photodetectors. Moreover, the spectral response of the MAPb(I1-xBrx)3 NW arrays could be sequentially tuned by varying the content of x = 0-0.4. On the basis of this feature, the NW arrays were monolithically integrated to form a unique system for directly measuring light wavelength. Our work would open a new avenue for the fabrication of high-performance, integrated optoelectronic devices from the perovskite NW arrays.
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