Обнаружены полуметаллизация и новое фотоэлектрическое поведение йодида свинца под высоким давлением
Согласно исследованию, опубликованному в Advanced Optical Materials, профессор Дин Цзюньфэн и его команда из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук показали, что полупроводниковый йодид свинца претерпевает переход в полуметаллическое состояние, когда подвергается давлению. Этот переход сопровождается улучшением фотоэлектрических свойств и расширением диапазона спектрального отклика в инфракрасный диапазон.
Фототок PbI2 в видимом свете.
Кредит: Ченг Пэн
PbI2 представляет собой универсальный полупроводник, который применяется для обнаружения рентгеновского и гамма-излучения, а также для разработки перовскитных солнечных элементов. Сжимая постоянные решетки и вызывая структурные переходы, приложение гидростатического давления можно использовать для изменения структурных и электронных свойств. Следовательно, давление может быть эффективным методом улучшения фотоэлектрических характеристик PbI2.
В этом исследовании спектры поглощения PbI2 при высоком давлении свидетельствовали о том, что электрическая полоса была закрыта в точке перехода, в то время как перенос заряда указывал на то, что образец оставался неметаллическим. Неметаллический перенос был хорошо объяснен развитием полуметаллической фазы при высоком давлении, что было определено первопринципными расчетами всплеска фототока и отклика в инфракрасном диапазоне.
Переход полупроводник-полуметалл в PbI2 был дополнительно подтвержден заметным уменьшением времени жизни до нескольких пикосекунд в сверхбыстрой спектроскопии под давлением. Кроме того, полоса отклика простиралась от видимого света до длины волны телекоммуникаций не менее 1550 нм.
Эволюция запрещенной зоны PbI2 под высоким давлением.
Кредит: Ченг Пэн
Исследователи использовали несколько методов для систематического изучения поведения PbI2 под высоким давлением, разрешили давний спор о его фазе высокого давления и выявили несоответствия между кристаллическими и электронными переходами.
По словам исследователей, полуметаллизация под давлением предлагает новую стратегию для разработки высокопроизводительного фотодетектора с широкополосным откликом.
