Fast Response, High Spectral Rejection Ratio, Self-Filtered Ultranarrowband Photodetectors Based on Perovskite Single-Crystal Heterojunctions

光电探测器 材料科学 半最大全宽 光电子学 光电效应 异质结 窄带 光学 钙钛矿(结构) 光谱宽度 波长 物理 化学工程 工程类
作者
Lu Xue,Xin Wang,Yuzhu Pan,Manman Luo,Yubing Xu,Yuwei Li,Jingda Zhao,Zhiwei Zhao,Qing Li,Byung Seong Bae,Omolola E. Fayemi,Jianming Zhou,Ying Zhu,Wei Lei,Xiaobing Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (46): 54050-54059
标识
DOI:10.1021/acsami.3c10559
摘要

Narrowband photodetectors have wide application potential in high-resolution imaging and encrypted communication, due to their high-precision spectral resolution capability. In this work, we report a fast response, high spectral rejection ratio, and self-filtered ultranarrowband photodetector with a new mechanism, which introduces bulk recombination by doping Bi3+ and cooperates with surface recombination for further quenching photogenerated charges generated by short-wavelength-light excitation in perovskite single-crystal. A perovskite film focused on collecting charges is fabricated on the single crystal by a lattice-matched solution-processed epitaxial growth method. Due to the formation of PN heterojunctions, a narrowband photodetector in this mechanism has remarkable spectral selectivity and detection performance with an ultranarrow full width at half-maximum (FWHM) of 7.7 nm and a high spectral rejection ratio of 790, as well as a high specific detectivity up to 1.5 × 1010 Jones, a fast response speed with a rise time and fall time of ∼8 and 137 μs. The ultrafast and ultranarrow spectra response of self-filtered narrowband photodetector provides a new strategy in high-precision and high-resolution photoelectric detection.
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