AM：聚合物-鈣鈦礦微晶異質結用于自供電光學傳感與通信

準外延聚合物-鈣鈦礦界面是推動下一代光電子器件的關鍵，具有高效的激子解離和載流子傳輸特性。然而，界面復雜性，包括能壘、不良界面和缺陷態，對器件的可擴展性和性能構成了重大挑戰。

本研究印度科學教育與研究學院Bikas C. Das等人通過一種戰術性的準外延生長方法，成功將CsPbBr?單晶與圖案化的P3HT薄膜集成，制備了高成品率的無機-有機突變異質結光電探測器。該策略將制備成品率從5%顯著提升至38%，并展現出卓越的自供電光傳感性能：室溫下低于10 fA的超低暗電流、超過10?的光暗電導率比、≈132.2 dB的線性動態范圍以及≈0.7 V的開路光電壓。

研究團隊利用多種先進的KPFM技術在納米尺度上精確揭示了Br?空位在調控器件光電行為中的關鍵作用。此外，通過構建光強-頻率轉換器，展示了其在光學通信方面的先進傳感能力。這些發現凸顯了精密設計的聚合物-鈣鈦礦微晶異質結在突破當前性能瓶頸方面的重要性，為開發具有卓越性能和可靠性的可擴展、超快光子器件鋪平了道路。

研究亮點：

1. 成品率飛躍與界面創新：通過優化電極圖案與準外延生長工藝，將功能性聚合物-鈣鈦礦微晶異質結的制備成品率從5%大幅提升至38%，為實現可擴展制備奠定了堅實基礎。

2. 極致性能參數：器件在自供電模式下表現出低于10 fA的超低暗電流、超過10?的光暗電流比以及高達132.2 dB的線性動態范圍，多項指標領先于同類器件。

3. 機制深究與應用示范：利用先進KPFM技術在納米尺度上揭示了Br?空位對界面勢壘和載流子動力學的關鍵調控作用，并成功將器件集成至光強-頻率轉換電路，演示了其在無線光通信中的應用潛力。

S. Sathyanarayana and B. C. Das, “ Polymer–Perovskite Microcrystal Heterojunction for Self-Powered Optical Sensing and Communication.” Adv. Mater. (2025): e17950.

https://doi.org/10.1002/adma.202517950

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