一、【研究背景】

光电探测器 (PD) 是生物医学传感、现代成像、空间通信和环境监测等不同学科中不可或缺的组件，是一种擅长捕获精确波长谱内的光信号并将其即时转换为电脉冲的设备。目前，商业光电探测器主要以传统元素半导体（如 Si 和 Ge）以及化合物半导体（如 GaAs 和 CdS）为主。然而，商业光电探测器的设备探测能力和速度，加上其高昂的成本和严格的制造先决条件，凸显了探索和开发替代品的紧迫性。

金属卤化物钙钛矿半导体已成为这一探索中一个有前途的竞争者。它们独特的特性融合在一起，包括可调带隙、卓越的光吸收能力、卓越的载流子迁移率和低成本的制造工艺，使它们成为一种诱人的选择，近年来引起了广泛的兴趣和研究努力。对高质量感光材料的追求是实现先进光电探测器器件的基石，金属卤化物钙钛矿正迅速成为该领域的领跑者。值得注意的是，以CsPbX 3 (X = Cl、Br、I)族为代表的全无机铅基卤化物钙钛矿，不仅继承了其钙钛矿结构的优异光学属性，而且还表现出卓越的环境稳定性。这些属性使它们成为广泛光电探测器应用中极具竞争力的候选者，预示着这些钙钛矿材料的光明前景。

目前，大多数钙钛矿光电探测器都是使用旋涂技术以及复杂的前体和添加剂溶液制造的。然而，这个过程本质上对实验的细微差别很敏感，这对实现可重复和受控的设备性能提出了挑战。

二、【研究进展】

多层旋涂工艺因其固有的不可控性而受限，在此背景下，脉冲激光沉积（PLD）作为一种无需额外气体或溶剂的替代方案，展现出了巨大的潜力。通过PLD沉积的薄膜能够精确复制目标材料的化学成分，确保了化学纯度的高度一致，并显著提升了薄膜厚度与均匀性的控制精度。

作者巧妙地利用PLD技术在SrTiO3衬底上成功生长了CsPbX3薄膜，相较于多晶薄膜而言，这一成果彰显了PLD在制备高晶体质量和卓越相稳定性的外延钙钛矿薄膜方面的强大能力。尤为值得一提的是，基于PLD生长的CsPbBr3外延薄膜所构建的MSM型光电探测器，其性能卓越，不仅拥有超低暗电流，还实现了探测率的新纪录，这进一步凸显了PLD在推动钙钛矿光电探测器技术发展中的巨大潜力。

此外，钙钛矿材料凭借其与传统硅半导体无缝集成的独特优势，结合成熟的加工技术，为创建高性能异质结构光电探测器开辟了新的途径。这种创新方法不仅大幅降低了加工成本，简化了设备制造流程，还充分利用了两种材料的互补特性，从而显著提升了设备性能，并可能解锁更多前所未有的功能。

因此，探索PLD作为生长高质量CsPbBr3钙钛矿薄膜以及与硅构建异质结构光电探测器的替代方法，具有极高的价值。这一方法有望克服以往技术中的诸多限制。在本文中，作者通过PLD技术在p-Si衬底上成功外延生长了高质量的CsPbBr3钙钛矿薄膜，并展示了具有显著增强绿光响应的p-Si

-CsPbBr3异质结构光电探测器，为光电探测技术的发展注入了新的活力。

三、【图文简介】

图 1 CsPbBr3薄膜在Si(100)衬底上的表征

图 2 CsPbBr3薄膜表面的AFM图像

图 3 器件性能

图 4 光电探测器的光响应特性及性能评估

图 5 p-Si-CsPbBr3异质结构光电探测器的能带结构与工作原理

图 6 Si/CsPbBr3异质结能带结构与p-Si/CsPbBr3光电探测器性能模拟

四、【阅读启发】

了解了脉冲激光沉积（PLD）技术原理及方法，明白了Si-PVK叠层探测器能带原理。

文献链接： https://doi.org/10.1063/5.0234708