化学気相成長によって製造された高性能CsPbBr3-シリコンヘテロ接合フォトディテクタ

要旨 無機ペロブスカイトセシウム鉛ハロゲン化物（CsPbBr3）は、その優れた光電特性と水、酸素、光、熱への長期安定性により、広範な研究の注目を集めている。本研究では、高結晶性のCsPbBr3マイクロクリスタルを、シリコン（Si）ウェハおよびシリコンナノワイヤ（SiNWs）上で一段階の化学気相成長（CVD）によって合成した。特性評価の結果、SiNWs上で成長したCsPbBr3マイクロクリスタル（CsPbBr3-SiNWs）は、Siウェハ上で成長したもの（CsPbBr3-Si）よりも、より密集した均一な形態を示した。さらに、CsPbBr3-SiNWsは、CsPbBr3-Siに対して、検出能力が高く、オン/オフ比が大きく、それぞれ5.1 × 10^12ジョンソン対3.4 × 10^12ジョンソン、51.3対14.7であった。さらに、CsPbBr3-SiNWsは、CsPbBr3-Siの0.26秒/0.32秒に対し、反応時間が0.22秒/0.28秒でより速い光応答を示した。加えて、CsPbBr3-SiNWsフォトディテクタは、空気に60日間さらされた後でもその元の光電流の90%を維持し、優れた安定性を示した。これらの結果は、高性能かつ優れた安定性を持つペロブスカイトベースのヘテロ接合オプトエレクトロニクスデバイスの構築のための有望な製造アプローチを強く示唆している。