基于Fe掺杂ZnOBiVO4异质结构的宽带光电探测器的性能研

　　Nanoscale：基于Fe掺杂ZnOBiVO4异质结构的宽带光电探测器的性能研究
　　DOI：10。1039c9nr10776b
　　原始ZnO在紫外光电探测器中的应用得到了广泛的探索。但是，ZnO在宽带光电探测器中的应用仍然是一个挑战，因为它只能以较低的量子效率和响应性在紫外线区域中吸收光子，这可以归因于光生电荷载流子的高复合率。为了解决这个问题，研究者报告了一种通过带隙工程获得的铁掺杂2DZnO薄膜，以及在基于ITO涂层PET基底的宽带光电探测器（PD）上的1D电纺混合无机单斜BiVO4纳米纤维异质结构，与使用昂贵的洁净室技术制备的PDs相比，该宽带光电探测器具有更高的响应度和EQE值。BiVO4发挥双重作用，既在可见光和NIR区域内吸收光子，又在掺杂Fe的ZnO（FZO）BiVO4异质结构界面处产生局部电场，有助于电子空穴对的分离。在重复弯曲循环（最多500次）的条件下，进一步检验了柔性PD的坚固性，从而产生了稳定的响应。紫外、可见光和近红外辐射获得的响应度值分别为7。35AW1、3。8AW1和0。18AW1，EQE值很高，分别为2501。7、851。2和28。3。该器件制作简单、成本低廉，为柔性电子和高性能光电器件的开发提供了一种新的途径。
　　图1。（a）材料合成和器件制备的示意图；（b）制备的杂化宽带光电探测器。
　　图2。在（a）10m和（b）3m的尺寸下，BiVO4纳米纤维分散在Fe掺杂ZnO薄膜上的FESEM图。（c）Fe掺杂ZnO薄膜，（d）BiVO4纳米纤维的XRD图谱。（e）FZO薄膜，（f）BiVO4纳米纤维的拉曼光谱。
　　图3。（a）Fe掺杂ZnO和（b）BiVO4纳米纤维的紫外可见光谱。插图显示了相应材料的Tauc图。
　　图4。在不同强度（a）紫外光、（c）可见光、（e）NIR光下设备的IV响应。在不同强度的光下，器件随时间变化的光响应，（b）紫外光，插图：上升时间；（d）可见光，插图：上升时间；（f）近红外辐射，插图：上升时间。
　　图5。光电探测器的响应度随（a）紫外光、（c）可见光和（e）NIR光强度的变化。在（b）紫外光、（d）可见光和（f）NIR辐射下，EQE与强度的关系图。
　　图6。（a）柔性FZOBVO设备的实时照片。（b）在三个波长下，器件对弯曲循环次数的响应度。
　　图7。FZOBiVO4界面的能带图。
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