河北
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（来源：第三代半导体产业）
近日，郑州大学物理学院先进光电材料与器件物理课题组在日盲紫外光电探测与火焰监测领域取得重要进展，成果以“Isotropic-carrier-transport perovskite single crystal enables high-photoresponsivity solar-blind photodetectors for selective flame monitoring”为题的研究论文发表在国际知名期刊《Nature Communications》上。学院张梦瑶博士研究生、王飞副教授为论文共同第一作者，马壮壮助理研究员、史志锋教授为论文通讯作者。郑州大学为第一完成单位和通讯作者单位。
日盲紫外光通常指200–280 nm波段的紫外光，由于地表太阳辐射在这一波段受到大气臭氧层强烈吸收，日盲紫外光电探测具有背景噪声低、抗干扰能力强等特点，在火焰监测、预警探测等领域具有重要应用价值。近年来，宽禁带金属卤化物因其光吸收能力强、制备成本较低等优势受到广泛关注。然而，现有日盲金属卤化物多采用零维、一维或二维低维结构，强烈的电子局域化效应会限制能带色散和光生载流子的传输与收集，使器件难以同时实现高光响应度和低暗电流。
针对这一问题，研究团队设计了具有三维结构框架的CsCdCl₃单晶。理论计算表明，其连续三维晶格能够增强能带色散并形成更加均衡的载流子有效质量分布，从而为载流子提供近各向同性的输运通道。CsCdCl₃单晶的载流子迁移率达到7.54 cm² V⁻¹ s⁻¹，扩散长度达到6.96 μm。基于该单晶构筑的日盲紫外光电探测器实现了35.4 A W⁻¹的光响应度和1.0 × 10⁻¹² A的低暗电流，同时表现出仅20 nm的窄带光谱响应和1.96 × 10³的光谱抑制比。研究团队进一步利用其光谱选择性构建了火焰监测系统，实现了对不同类型火焰的选择性识别，并验证了其在海上油气火焰监测等场景中的应用潜力。该研究通过三维电子结构工程改善了宽禁带金属卤化物中的载流子输运，为兼具高灵敏度、低噪声和高光谱选择性的日盲紫外光电探测器提供了新的材料设计思路。
该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等项目的支持。
https://www.nature.com/articles/s41467-026-76846-0
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