创新点：针对纯相CsCu 2 I 3 的制备难题，该团队采用真空热蒸发法，利用CuI薄膜作为缓冲层，通过调节蒸发源CsI和CuI粉末的比例，实现了高纯度，高质量CsCu 2 I 3 薄膜的外延生长，并制备了MSM型CsCu 2 I 3 紫外探测器，获得了增强的光响应特性。

关键词：Advanced Optical Materials ，纯相CsCu 2 I 3 ，MSM 光电探测器，鲁东大学

近年来，为解决含铅钙卤化物钛矿材料的毒性问题, 众多非铅钙钛矿材料(Cu, Sn, Bi, Sb, Mn) 逐渐成为人们研究的替代对象。其中，Cu基钙钛矿由于其材料来源丰富并具有良好的环境稳定性而备受关注。通常，Cu基钙钛矿具有CsCu 2 I 3 和Cs 3 Cu 2 I 5 两种不同的相结构，这两种相可以共存，并能够在一定条件下产生相变。因此，具有较高黄绿光量子效率和显色指数的高纯相CsCu2I3钙钛矿材料较难获得。

图1（a）Cs 3 Cu 2 I 5 的晶体结构; （b）CsCu 2 I 3 的晶体结构;（c）CuI的晶体结构。

近日，鲁东大学物理与光电工程学院硕士研究生周啸宇（第一作者）、张立春副教授（通讯作者）、赵风周副教授（通讯作者）在 Advanced Optical Materials 上发表了题为“Enhanced Responsivity of CsCu 2 I 3 Based UV Detector with CuI Buffer-Layer Grown by Vacuum Thermal Evaporation”的文章。针对纯相CsCu 2 I 3 的制备难题，该团队采用真空热蒸发法，利用CuI薄膜作为缓冲层，通过调节蒸发源CsI和CuI粉末的比例，实现了高纯度，高质量CsCu 2 I 3 薄膜的外延生长。研究发现，尽管CsCu 2 I 3 和 Cs 3 Cu 2 I 5 都属于正交相钙钛矿，但其晶体结构却并不相同。Cs 3 Cu 2 I 5 的晶体结构中有两种不同类型的Cu + 位点，分别是四面体位点和三角形位点。[Cu 2 I 5 ] 3- 单元由不同的Cu + 位点形成并被Cs + 离子分隔，如图1（a）所示。而在CsCu 2 I 3 的晶体结构中，四面体[CuI 4 ] 3− 共享边缘，并形成穿插着Cs + 离子的双链Cu 2 I 3 ，这种晶体结构与γ-CuI十分接近，如图2（b）和2（c）所示。为了进一步解释CuI缓冲层的作用，我们结合XRD测试的结果比较了γ-CuI（111）、CsCu 2 I 3 （221）和Cs 3 Cu 2 I 5 （111）的晶面。如图2所示，为了清楚起见，我们隐藏Cs + 离子。可以发现，CuI（111）的2D晶胞形状和尺寸与CsCu 2 I 3 （221）的2D晶胞十分接近，晶格失配度分别仅为0.3％和-1.8％。得益于极小的晶格失配度，CsCu 2 I 3 在CuI（111）晶面沿晶向实现了高质量的外延生长。

图2（a）CuI（111）晶面; （b）CsCu 2 I 3 （221）晶面;（c）Cs 3 Cu 2 I 5 （111）晶面。

在此基础上，利用CsCu 2 I 3 薄膜制备了MSM(金属-半导体-金属)型紫外探测器，如图3。该器件实现了对340nm紫外光响应，器件的峰值响应度和比探测率分别为49.22 mA W −1 和2.49×10 12 cm Hz 1/2 W −1 ，分别是无CuI缓冲层生长的CsCu 2 I 3 薄膜器件的74倍和138倍。本工作不仅为非铅钙钛矿在高性能紫外光电探测器中的应用提供了技术方案，而且对深入理解纯相CsCu 2 I 3 薄膜外延生长的物理机制具有重要意义。

图3 CsCu 2 I 3 薄膜紫外光电探测器性能测试

WILEY

论文信息：

Enhanced Responsivity of CsCu2 I3 Based UV Detector with CuI Buffer-Layer Grown by Vacuum Thermal Evaporation

Xiaoyu Zhou, Lichun Zhang, Yu Huang, Zhiying Zhou, Wenqiang Xing, Jing Zhang, Fuwang Zhou, Dengying Zhang, and Fengzhou Zhao

Advanced Optical Materials

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Materials

期刊简介

Advanced Optical Materials创刊于2013年，是一本报道材料科学领域与光-物质相互作用相关的突破性研究的跨学科国际期刊。其收录论文的研究领域包括光子学、等离激元光子学、超材料等。2019年影响因子为8.286。

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