锡铅(Sn-Pb)钙钛矿的快速结晶和Sn²⁺易氧化问题是其在高性能近红外(NIR)光电探测器和成像器中应用的主要障碍。
本研究华中科技大学陈炜、山西大学杨志春、秦成兵和肖连团等人通过在钙钛矿前驱体墨水中引入多功能分子二苯亚砜(DPSO)，利用其与前驱体物种的强结合作用，有效调控了钙钛矿的结晶与氧化过程。优化后的钙钛矿薄膜表现出致密的形貌、降低的缺陷密度和延长的载流子扩散长度。所制备的自供电光电探测器在300–1100 nm光谱范围内实现响应，暗电流密度低至 4.7×10^−8、 mA cm⁻²，在近红外区(780–1100 nm)峰值响应率达0.49 A W⁻¹，比探测率达 1.20×10^12 Jones，–3 dB带宽为11.4 MHz，线性动态范围(LDR)为174 dB，上升/下降时间为14.2/17.1 ns。
通过将该探测器与商用薄膜晶体管读出电路单片集成，我们成功展示了具有1.32 lp mm⁻¹空间分辨率的 64×6464×64 像素NIR成像器。
文章亮点：
1.DPSO分子双重调控结晶与氧化：
DPSO通过Lewis酸碱作用显著延缓Sn-Pb钙钛矿结晶、抑制Sn²⁺氧化，大幅提升薄膜质量与载流子寿命。
2.高性能自供电近红外光电探测器：
器件在零偏压下实现超低暗电流(4.7×10^−8 mA cm⁻²)、高探测率(1.20×10^12 Jones)和纳秒级响应速度(14.2/17.1 ns)，性能媲美商用器件。
3.首例单片集成钙钛矿NIR成像器：
成功将探测器与商用TFT读出电路单片集成，实现 64×6464×64 像素成像，空间分辨率达1.32 lp mm⁻¹，具备在消费电子中应用的潜力。
Yang, Z., Liu, J., Bao, H. et al. A monolithically integrated near-infrared imager with crystallization- and oxidation-modulated tin-lead perovskites. Light
Sci Appl 14, 304 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41377-025-01987-8
