英文原题：High-performance Dual-mode UV Photodetection from a Single Maneuverable X-shaped Cs3Cu2I5 Microcrystal
通讯作者：莫小明（广西大学）；方国家（武汉大学）
作者：Huimin Yang, Xiaoming Mo*, Wangbing Xiong, Kailian Dong, Yulu Zhou, Xiaoma Tao, Yifang Ouyang, Jialong Zhao, and Guojia Fang*
背景介绍
随着紫外光电探测器（UV PDs）在各种光电应用中的迅速发展，单频UV PDs已无法满足多功能需求。由于不同的光谱波段提供不同类型的信息，因此制备具有双模或多模光谱检测能力的UV PDs具有很大的应用前景。事实上，具有多分支结构的微纳晶体不仅有利于制备高性能的UV PDs，而且从物理结构上也保证了利用单个微纳晶体就能实现多模光电探测和信号输出。此外，多分支结构的微纳晶体及其器件研究对于新现象和新机制的发现也有一定启发作用。然而，在微尺度层面对微纳晶体进行有效操控仍然具有挑战性，限制了相关光电器件的研究、发展和应用。
文章亮点
近日，广西大学莫小明副教授和武汉大学方国家教授联合团队在ACS Nano上报道了基于单个X形Cs3Cu2I5 微晶的高性能双模UV PD研究工作。该工作利用光学聚焦、微探针和激光直写等技术，不仅实现了对单个X形Cs3Cu2I5微晶的精准操控及图形排列（图1），还利用此技术，在单个X形Cs3Cu2I5微晶的对边和邻边上同时制备了具备双模波段探测能力的高性能UV PDs（图2）。在254 nm UVC和310 nm UVB照射下，器件表现出高达数千安/瓦的显著的超高双模紫外光响应（图3）。该研究结果对微观晶体的微操控技术发展及微纳尺度的高性能光电探测器研究有一定启发和借鉴作用。
图1. (a) 基于单个X形Cs3Cu2I5微晶的UV PD制备方案。(b)-(d) 微操控X形Cs3Cu2I5 微晶排列形成的“G”、“X”和“U”字母的SEM图像。(e) 白光，(f) 254 nm UVC光和(g) 310 nm UVB光照射下的“G”、“X”和 “U”字母的显微镜图像。
图2. (a) 基于单个X形Cs3Cu2I5 微晶的UV PD的显微镜图像。(b) UV PD的能带示意图。(c) 对边和邻边UV PD的暗电流随施加偏压的变化曲线。
图3. (a)-(b) 对边和邻边UV PD在254 nm UVC和310 nm UVB不同光照强度下的光电流响应。(c)-(d) 对边和邻边UV PD在254 nm UVC和310 nm UVB不同光照强度下的双模光响应度和比探测率。
总结/展望
研究团队通过将光学聚焦、微探针和激光直写等技术结合起来，可以在微尺度水平上精确控制和操纵单个具有独特形貌的X形Cs3Cu2I5微晶，并基于单个X形Cs3Cu2I5 微晶的对边和邻边同时制备了高性能的254 nm UVC和310 nm UVB光电探测器，系统研究了对边和邻边作为输出端时器件的性能差异。器件出色的光电响应性能和有效的微操控技术，为新型微纳光电器件的研究与开发提供了一定参考。
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ACS Nano 2024, ASAP
Publication Date: December 1, 2024
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c12474
© 2024 American Chemical Society
Editor-in-Chief
Xiaodong Chen
Nanyang Technological University
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