作为传感器的重要组成部分,光电探测器广泛应用在军事和国民经济的各大领域,包括武器制导、光通信、电子干扰、工业控制、森林防火、烟雾报警、光控开关等。特别是硅基光电探测器,具有加工工艺成熟、性能稳定、制造成本低以及材料储量大等优势,引起了人们广泛的研究兴趣。然而,由于硅禁带宽度的限制,硅基光电探测器对近红外波段的响应不高。为了解决上述问题,本文将着重介绍如何采用钙钛矿材料和硅纳米线形成异质结来实现近红外光的探测,并研究了该异质结探测器的光电性能,分析了探测机理和潜在的问题。具体内容如下:本文采用金属辅助化学刻蚀法制备了形貌良好的硅垂直纳米线阵列,采用一步溶液合成法制备了FA_0.85Cs_0.15PbI₃钙钛矿前驱体溶液。通过旋涂、退火和电极蒸镀等制备流程,得到了硅纳米线和FA_0.85Cs_0.15PbI₃钙钛矿异质结的光电探测器。经过光电测试,发现该器件对波长为850 nm光响应最大并且能工作在0 V偏压下,对应的响应度、比探测率、3 dB带宽、线性动态范围以及上升下降时间分别为14.86mA/W、4.1×10¹² Jones、3 MHz、81.8 dB和60 ns/75 ns。通过上述工作的研究,证明了FA_0.85Cs_0.15PbI₃钙钛矿和硅纳米线形成的异质结光电探测器确实能够提高硅基近红外光电探测器的性能。另外,通过超薄异质结的构筑,使得器件的响应速度得到了空前的提高,这极大地拓宽了硅基近红外光电探测器的应用范围。