采用紫外激光划刻制备的微型像素化卤化物钙钛矿光电二极管
光学
2023-12-12 v1
摘要
本研究展示了利用紫外激光划刻 (UV-LS) 对各种几何形状的钙钛矿光电二极管 (PPD) 进行微型化的综合研究。采用 355 nm (3.5 eV)、30 kHz 的脉冲激光，我们成功制造了像素配置为 70x130 um2、520x580 um2 和 2000x2000 um2 的 PPD。UV-LS 的使用被证明在实现相关的二极管特性方面是有效的，如低暗电流、高分流电阻以及超快响应。多步划刻循环实现了钙钛矿光电二极管 (PPD) 在串联设计中的精确图案化。暗电流密度表现出极好的均匀性，从 2000x2000 um2 像素化 PPD 的 10-10 A/cm2 到 70x130 um2 配置的 10-9 A/cm2。由每串 10 个像素组成的串联 PPD 显示出均匀的暗电流值，确保了器件之间的有效隔离。在绿光照射 (540 nm) 下，所有类型的 PPD 均表现出宽广的线性动态范围 (LDR)。具体而言，70x130、520x580 和 2000x2000 器件的 LDR 值分别达到 110 dB、117 dB 和 136 dB，跨越了从 2*10-3 mW/cm2 到 2 mW/cm2 的照射强度范围。高达 0.38 A/W 的高响应度（取决于 PPD 几何形状）突显了激光划刻器件在可见光范围内用于传感的潜力。计算出的比探测率性能（从 1011 到 1013 Jones）超越了商业同类产品，而 70x130 um2 和 520x580 um2 微型器件的亚微秒响应强调了它们适用于精确时间分辨的探测系统。
引用
@article{arxiv.2312.05649,
title = {Micro pixelated halide perovskite photodiodes fabricated with ultraviolet laser scribing},
author = {A. P. Morozov and P. A. Gostishchev and A. Zharkova and A. A. Vasilev and A. E. Aleksandrov and A. R. Tameev and A. R. Ishteev and S. I. Didenko and D. S. Saranin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05649},
year = {2023}
}