Speaker
Mr
港 曹
(shanghai university)
Description
诸如MAPbI3和CsPbBr3等ABX3型的钙钛矿单晶被广泛的认为是极具潜力的室温核辐射探测材料。迁移率作为代表输运性能的重要参数决定了探测器的工作性能。然而，实验测得的ABX3型钙钛矿材料的迁移率数值范围相差巨大，以MAPbI3单晶为例，其实验迁移率数值在2.5-800 cm2/(V·s)不等，而CsPbBr3单晶的实验迁移率数值更是在10-4500 cm2/(V·s)范围内变化，二者均没有公认的准确迁移率数值。
本研究使用了垂直布里奇曼法生长的高质量CsPbBr3单晶，并运用脉冲偏置飞行时间(ToF)测量技术准确地测定其迁移率，并获得了几近理想的ToF瞬态电流波形。实验结果表明，室温下，高质量低缺陷密度的CsPbBr3单晶空穴迁移率仅为25 cm2/(V·s)，同时变温飞行时间测量结果显示在155-350 K范围内，迁移率与温度呈μ ~ T-1.23的幂律关系，这与基于第一性原理得出的理论结果高度一致，有力地证实了室温下高质量CsPbBr3单晶空穴迁移率主要受极性光学支声子散射限制。此外，这一结论并非仅适用于CsPbBr3，在大多数常见的ABX3型钙钛矿材料如 MAPbI3中也有类似的结论，在接近室温的温度区间内，MAPbI3的迁移率变化也呈现出μ ~ T-1.5的幂律关系。
本研究为CsPbBr3等ABX3型的钙钛矿单晶室温下较低的迁移率数值起因提供了准确的数据支撑，较低的迁移率数值会限制其在高通量光子计数探测器上的应用。因此，降低极性光学支声子对载流子的散射程度是诸如CsPbBr3等ABX3型钙钛矿探测器的性能优化方向。
