·284· 工程科学学报，第41卷，第3期 电性的材料，如石墨烯、过渡金属硫化物 等将单层石墨烯和MAPbI,薄膜复合制备了光 (TMDs)B和CNTs)等复合形成光电晶体管结 探测器，如图4(g)~(h),发现其光响应显著增 构.由于这些二维材料具有高的载流子迁移率和 强，器件的响应度和外量子效率分别达到180A· 低驱动电流，己经被证明是增强钙钛矿导电性的 W-1和~5×10%，比探测极限超过10°Jones. 理想材料，并大大提高了光电晶体管的两个重要 Huo等s与Song等B)将2 DCsPbBrs纳米片堆叠 性能参数，即光导增益和响应率.例如，Lⅱ等6列利 在MoS,上复合形成范德华异质结型晶体管结构， 用CNTs与MAPbIs薄膜复合，如图4(d)~(f),使 如图4()，在光照下测得异质结中空穴迁移率为 钙钛矿中电子和空穴的迁移率大大增加到报道最 0.28cm2V-1·s,其光响应上升和下降时间分别 大值，分别为595.3和108.7cm2V-1s1,同时双 为2.5和1.8ms.基于同一结构，器件获得了4.4 极性晶体管的光响应度达到l04A·W-1.Lee A·W-1光响应度和2.5×1010 Jones的探测极限. a (c) 光 10 10 偏压 CH.NH PbL ◆--30V Sio. 10 ◆-30V Si脚极) -40 -20 0 20 40 高度/nm 栅压N (d) (c ) 登光 光照 偏压 10 CH.NH 。Pb 钙钛和碳纳米管复合 ·I/CI Si -2 0 6栅极 栅压N (b) 35 暗态 3.0 -10uW -50uW 石墨烯 钙钛矿 -100W CsPbBr 2.0 -500uW -1000uW 2000uW Au 1.5 02 1.0 0.5i=520nm 重推杂S -80-4004080 橱压N 图4钙钛矿基光电场效应品体管器件.()MAPL,钙钛矿薄膜光电品体管示意图：(b)钙钛矿薄膜的原子力显微镜形貌，插图为3D形貌 结构图：()钙钛矿光电品体管的光响应性能：(d)钙钛矿/CNTs复合结构中的电荷传输示意图：()钙钛矿/CNTs光电品体管结构示意 图：(0输出特性曲线：(g)钙钛矿/石墨烯光电品体管结构示意图：(h)光响应和外量子效率：(i)CsPbB3MS2混合光电品体管结构示 意图 Fig.4 Perovskite-based photoelectric field effect transistor devices:(a)schematic of the MAPbl,phototransistor:(b)AFM height image and the corresponding3D topographic image of the perovskite fllm:(e)photoresponsivity of the perovskite phototransistor:(d)schematic of the fast carrier transport in perovskite/CNTs hybrid structure:(e)schematic of the perovskite/CNTs phototransistor:(f)output characteristics:(g)schematic of the perovskite-graphene hybrid phototransistor:(h)photoresponsivity (R)and external quantum effciency (EQE)characteristics of the device:(i) schematic of the CsPbBra/MoS,hybrid structure工程科学学报，第 41 卷，第 3 期 电性 的 材 料，如 石 墨 烯［55］、过渡金属硫化物 ( TMDs) ［56］和 CNTs［57］等复合形成光电晶体管结 构． 由于这些二维材料具有高的载流子迁移率和 低驱动电流，已经被证明是增强钙钛矿导电性的 理想材料，并大大提高了光电晶体管的两个重要 性能参数，即光导增益和响应率． 例如，Li 等［57］利 用 CNTs 与 MAPbI3薄膜复合，如图 4( d) ～ ( f) ，使 钙钛矿中电子和空穴的迁移率大大增加到报道最 大值，分别为 595. 3 和 108. 7 cm2 ·V － 1·s － 1，同时双 极性 晶 体 管 的 光 响 应 度 达 到 104 A·W － 1 ． Lee 等［55］将单层石墨烯和 MAPbI3 薄膜复合制备了光 探测器，如图 4 ( g) ～ ( h) ，发现其光响应显著增 强，器件的响应度和外量子效率分别达到 180 A· W － 1和 ～ 5 × 104 % ，比探测极限超过 109 Jones． Huo 等［58］与 Song 等［59］将 2D CsPbBr3纳米片堆叠 在 MoS2上复合形成范德华异质结型晶体管结构， 如图 4( i) ，在光照下测得异质结中空穴迁移率为 0. 28 cm2 ·V － 1·s － 1，其光响应上升和下降时间分别 为 2. 5 和 1. 8 ms． 基于同一结构，器件获得了 4. 4 A·W － 1光响应度和 2. 5 × 1010 Jones 的探测极限． 图 4 钙钛矿基光电场效应晶体管器件． ( a) MAPbI3钙钛矿薄膜光电晶体管示意图; ( b) 钙钛矿薄膜的原子力显微镜形貌，插图为3D 形貌 结构图; ( c) 钙钛矿光电晶体管的光响应性能; ( d) 钙钛矿/CNTs 复合结构中的电荷传输示意图; ( e) 钙钛矿/CNTs 光电晶体管结构示意 图; ( f) 输出特性曲线; ( g) 钙钛矿/石墨烯光电晶体管结构示意图; ( h) 光响应和外量子效率; ( i) CsPbBr3 /MoS2 混合光电晶体管结构示 意图 Fig． 4 Perovskite-based photoelectric field effect transistor devices: ( a) schematic of the MAPbI3 phototransistor; ( b) AFM height image and the corresponding 3D topographic image of the perovskite fllm; ( c) photoresponsivity of the perovskite phototransistor; ( d) schematic of the fast carrier transport in perovskite /CNTs hybrid structure; ( e) schematic of the perovskite /CNTs phototransistor; ( f) output characteristics; ( g) schematic of the perovskite-graphene hybrid phototransistor; ( h) photoresponsivity ( Ｒ) and external quantum efflciency ( EQE) characteristics of the device; ( i) schematic of the CsPbBr3 /MoS2 hybrid structure · 482 ·