康卓等：卤化物钙钛矿量子点0D2D混合维度异质结构光探测器的研究进展及挑战 ·287· (a) (b) 一暗态 C-PbBr.I 右零烯 8 -0.07uWcm3 9。。 450 -0.52uW·cm2 -5.32uWem2 400 -13.50Wcm % 300 250 重掺杂引 光照条件下 -60 0 -20 0 橱压N el 累积次数 (f) 100 ·PQD8 ·pODs/loS .MoS, 寿命ns 26.8 0.3 IRF 102030 40 时间ms 激光 102 实验数据 拟合数据 热电子 10 10 和遂穿 10 100 10 光电流 10 10° ● 102 10 20 MoS, 1000000 10 0 0.51.0 1.5 功率/W 开态下 功率/ 图60D2D混合维度光电品体管型光探测器.()CsP%Br3.I,纳米晶一石墨烯混合光电品体管示意图：(b)光照下的能带结构示意图： (c)CsPbBr3.,I,纳米品-石墨烯混合光电品体管转移特性曲线：(d)全无机钙钛矿量子点MSz混合光电品体管示意图：(c)异质结的荧光 寿命成像图：()时间分辨光致发光谱：(g)阈值电压改变值随功率变化关系：()开态下（栅压Vc>阈值电压V,)沟道电流传输机制及能 带结构示意图：()不同功率下器件的光响应度、探测极限及外量子效率 Fig.6 Photodetectors based on OD2D mixed-imensional phototransistor:(a)schematie model of the CsPbBr NCs-graphene phototransistor: (b)energy diagrams of the CsPbBr NCs-graphene heterostructure under illumination:(c)transfer curve for the CsPbBr NCs-graphene phototransistor:(d)schematic of the all-inorganic perovskite CsPbla.Br,QDs-MoS,monolayer mixed-dimensional phototransistor:(e)fluorescence lifetime image mapping of the mixed-dimensional herterostructure:(f)time-resolved photoluminescence spectroscopy of the mixed-dimensional herter structure:(g shift of the threshold voltage (AV)as a function of effective illumination power:(h)schematic illustration of the channel current transport mechanism and energy band diagram of the phototransistor at on-state (V>V):(i)responsivity (R)and specific detectivity (D),with an inset showing the EQE as a function of illumination power 钙钛矿CsPbI,-,Br.量子点与单层MoS2形成了 度的协同效应作用下，这个混合维度的光电品体管 0D2D混合维度范德华异质结基的光电晶体管型光 表现出了超灵敏的光探测性能，其响应度为7.7× 探测器，并详细探讨了器件的工作机理，如 10AW-1,并获得了超过10%的外量子效率，这 图6(d)~(i)所示网.作者先利用开尔文力探针 一数值几乎是目前报道值的最高值.此外，由于全 显微镜证明了这种异质结能带匹配为有利于电荷分 无机钙钛矿量子点具有低温一溶液处理和大范围可 离和传输的ype-Ⅱ型能带结构，并通过荧光寿命成 调的带隙、相对稳定的结构和单原子层TMDs材料 像和时间分辨光致发光谱得到进一步验证.在界面 的固有柔性特征，这种OD2D混合维度范德华异质 形成强烈的光栅压效果和栅压调控的肖特基势垒高 结构将为设计低成本、柔性、半透明、高性能的光电康 卓等: 卤化物钙钛矿量子点 0D-2D 混合维度异质结构光探测器的研究进展及挑战 图 6 0D-2D 混合维度光电晶体管型光探测器． ( a) CsPbBr3 － x Ix纳米晶--石墨烯混合光电晶体管示意图; ( b) 光照下的能带结构示意图; ( c) CsPbBr3 － x Ix纳米晶--石墨烯混合光电晶体管转移特性曲线; ( d) 全无机钙钛矿量子点--MoS2混合光电晶体管示意图; ( e) 异质结的荧光 寿命成像图; ( f) 时间分辨光致发光谱; ( g) 阈值电压改变值随功率变化关系; ( h) 开态下( 栅压 VG ＞ 阈值电压 Vt ) 沟道电流传输机制及能 带结构示意图; ( i) 不同功率下器件的光响应度、探测极限及外量子效率 Fig． 6 Photodetectors based on 0D-2D mixed-dimensional phototransistor: ( a) schematic model of the CsPbBr3 － x Ix NCs-graphene phototransistor; ( b) energy diagrams of the CsPbBr3 － x Ix NCs--graphene heterostructure under illumination; ( c) transfer curve for the CsPbBr3 － x Ix NCs--graphene phototransistor; ( d) schematic of the all-inorganic perovskite CsPbI3 － xBrx QDs-MoS2 monolayer mixed-dimensional phototransistor; ( e) fluorescence lifetime image mapping of the mixed-dimensional herterostructure; ( f) time-resolved photoluminescence spectroscopy of the mixed-dimensional hertero￾structure; ( g) shift of the threshold voltage ( ΔVth ) as a function of effective illumination power; ( h) schematic illustration of the channel current transport mechanism and energy band diagram of the phototransistor at on-state ( VG ＞ Vt ) ; ( i) responsivity ( Ｒ) and specific detectivity ( D* ) ，with an inset showing the EQE as a function of illumination power 钙钛 矿 CsPbI3 － x Brx 量 子 点 与 单 层 MoS2 形 成 了 0D-2D混合维度范德华异质结基的光电晶体管型光 探 测 器，并详细探讨了器件的工作机理，如 图 6( d) ～ ( i) 所示［78］． 作者先利用开尔文力探针 显微镜证明了这种异质结能带匹配为有利于电荷分 离和传输的 type-Ⅱ型能带结构，并通过荧光寿命成 像和时间分辨光致发光谱得到进一步验证． 在界面 形成强烈的光栅压效果和栅压调控的肖特基势垒高 度的协同效应作用下，这个混合维度的光电晶体管 表现出了超灵敏的光探测性能，其响应度为 7. 7 × 104 A·W － 1，并获得了超过 107 % 的外量子效率，这 一数值几乎是目前报道值的最高值． 此外，由于全 无机钙钛矿量子点具有低温--溶液处理和大范围可 调的带隙、相对稳定的结构和单原子层 TMDs 材料 的固有柔性特征，这种 0D-2D 混合维度范德华异质 结构将为设计低成本、柔性、半透明、高性能的光电 · 782 ·