近红外光(NIR)探测技术在军事、通信和工业应用中发挥着重要的作用,巨大的市场需求带动了NIR光电探测器(PDs)研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子,并被禁带宽度更宽的半导体吸收,进而制备出性能优异的上转换PDs。然而,NIR窄带上转换PDs的实现仍然面临一些困难,例如稀土离子荧光量子效率低、需要高泵浦阈值才能实现可探测的上转换发光。在此,我们利用NaYF4∶4%Er UCNPs与钙钛矿半导体层相结合,实现了1550 nm的窄带上转换PDs。通过使用具有局域表面等离子体共振效应的银纳米棒层(Ag NRs)增强了UCNPs的上转换发光,从而降低了上转换PDs的泵浦阈值。基于Ag NRs/NaYF4∶4%Er UCNPs/MAPbI3复合结构的PDs的最佳响应度(R)和探测率(D*)分别约为48.5 mA/W和5.7×10^(8) Jones。与纯UNCP/MAPbI3 PDs相比,R和D*均提高了一个数量级。我们成功地构建了一种简单的策略来制造出稳定的近红外窄带PDs。
周博明;覃子晟;王姝欢;杨棕媛;江苇瑶;赵赫然;曹鹏;鲍民杰;程惠宁;季亚楠;
大连民族大学物理与材料工程学院,国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室,辽宁省光敏材料与器件重点实验室,辽宁大连116600
电子信息工程
上转换发光;局域表面等离子体共振;局域场调制;窄带近红外光电探测器
《发光学报》 2024 (001)
P.139-148 / 10
国家自然科学基金(12104084);辽宁省教育厅基本科研项目(LJKQR20222484);大连市科技人才创新支持政策(2022RQ020);区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室开放基金(2023GZKF06)。
10.37188/CJL.20230248
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