En forskargrupp ledd av Prof. Liu Shengzhong från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin och Dr. Xu Zhuo vid Shaanxi Normal University (SNNU) utvecklade en teknik för att framställa stora 2D-perovskit-enkristaller för att uppnå högsta fotodetektorprestanda bland denna typ. Deras resultat publicerades i Materia .

På grund av deras lovande stabilitet och utmärkta optoelektroniska egenskaper, tvådimensionella (2-D) skiktade organisk-oorganiska hybridperovskiter har visat bättre prestanda i vissa tillämpningar än deras tredimensionella (3-D) motsvarigheter. Särskilt, 2-D perovskites visar bättre prestanda i vissa optoelektroniska enheter, speciellt de tillverkade på (001)-planet.

Forskarna utvecklade en ytspänningskontrollerad kristallisationsmetod för att förbereda stora 2-D (C ₆ H ₅ C ² H ₄ NH ₃ )2PbI ₄ ((PEA)2PbI ₄₎ perovskit-enkristaller (PSC). Genom att använda denna teknik, de skördade tumstor 2-D (PEA)2PbI ₄ PSC, med den största som når 36 mm i längd, vilket resulterar i enastående enhetsprestanda.

Som förutspått med densitetsfunktionsteori, deras kristallstrukturer visar anisotropiberoende optoelektronisk prestanda. Mer specifikt, fotodetektorerna tillverkade på (001)-planet uppvisar responsivitet så hög som 139,6 A/W, extern kvantverkningsgrad på 37, 719,6 %, detektivitet på 1,89 × 10 ¹⁵ cmHz 1/2/W och svarshastighet så snabbt som 21 mikrosekunder.

Dessa resultat ger en lovande väg för stabila högpresterande fotodetektorer och öppnar en ny väg för kommersialisering av perovskit-enkristaller för fotoelektroniska applikationer.