近日,長春光機所郭春雷中美聯合光子實驗室首次在鈣鈦礦(CH3NH3PbCl3)單晶表觀測到了吸附分子4-巰基吡啶(4-MPY)的表面增強拉曼光譜(SERS)信號,增強因子高達10-5。
圖1. 4-MPY修飾的CH3NH3PbCl3單晶鈣鈦礦在不同波長激光下的SERS光譜(A),界面電荷轉移過程示意圖(B)。
研究表明,鈣鈦礦材料作為一種半導體材料,具有SERS活性,其表面吸附分子能夠在界面處形成一個新的電荷轉移態,從而促使激光照射下,界面發生電荷轉移共振而產生SERS效應。通過進一步研究,發現了SERS技術與光電轉換研究領域之間的銜接點,將二者結合起來,拓展了SERS技術的研究領域,使得SERS技術在光電探測研究領域展現了一定的潛力。并且,通過該研究發現,分子敏化鈣鈦礦材料在光電器件研究領域具有一定的可開拓性。
該成果發表在《ACS Photonics》雜志上(ACS Photonics, Article ASAP DOI: 10.1021/acsphotonics.8b00152),該工作得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目以及吉林省科技廳發展計劃項目的支持。
圖2. 4-MPY分子修飾的單晶鈣鈦礦光電探測器件示意圖(A),532 nm、633 nm以及暗態下,器件的I-V響應曲線。
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