近日，IEEE Electron Device Letters (简称IEEE EDL，A类期刊)在线发表了国际微电子学院本科生关于铯铅溴钙钛矿薄膜光电探测器的最新研究成果(论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10535978)。IEEE EDL (IF 4.1) 是国际微电子器件领域的顶级期刊，在国际微电子领域享有权威的学术地位和广泛的影响力。

论文题为“Mechanical Grinding Driven Engineering Enables High-Performance CsPbBr₃ Perovskite Photodetectors”（《机械研磨驱动工程实现高性能CsPbBr₃钙钛矿光电探测器》）。2021级集成电路方向本科生黄嘉彬同学为论文第一作者，周海特聘教授为通讯作者。

近年来，有机-无机杂化卤化物钙钛矿因其优异的特点，如大吸收系数的直接带隙、长电荷载流子寿命和扩散长度而引起了广泛关注。然而，其在氧气和潮湿条件下的稳定性阻碍了其进一步应用。相比之下，无机卤化物钙钛矿（HP）光电探测器因其一系列卓越的性能优点如快速响应速度、自供电功能、大吸收系数、优越的稳定性和低成本溶液处理而备受瞩目，已成为一种更具有广泛应用前景的新型革命性光电器件。

据报道，由溶液处理全无机卤化物钙钛矿多晶薄膜具有简单、可控和可调节的特点，在钙钛矿光电器件的大规模制造和工业化方面具有巨大的潜力。但是，到目前为止，多晶膜的质量通常很差，载流子迁移率低，缺陷密度高，导致器件性能差。其中一个重要的原因是CsBr在非质子溶剂（如二甲基甲酰胺和二甲基亚砜（DMSO））中的溶解度比PbBr2低得多，因此在溶剂蒸发过程中，CsBr快速沉淀，并表现为生长种子，产生小尺寸晶体。这不仅加剧了地层孔隙，而且诱发了大量的晶界。然后，不连续的形貌和巨大的晶界导致低载流子迁移率和高复合可能性，从而导致较差的器件性能。因此，由于上述缺点，为高性能光电探测器获取具有低陷阱态密度和高载流子迁移率的多晶薄膜仍然是一个严峻的挑战。

该项工作提出了一种机械研磨驱动工程（MGDE），通过机械研磨使得CsBr和PbBr₂前体直接合成粉末，从而克服了上述缺点，成功制备出高质量的多晶薄膜，填补了相关研究的空白。

该研究得到国家自然科学基金、湖北省重点研发计划项目以及2022年广东高校科研平台和项目的支持。

黄嘉彬，国家微电子学院2021级集成电路方向本科生。自2023年加入周海特聘教授课题组，主要从事钙钛矿半导体薄膜的制备与器件性能研究。

周海特聘教授，学科方向领军人才。自2021年加入东莞理工学院，在宽禁带半导体材料、微纳光电子器件及其物理机制方面的研究工作，已经取得和发表了一系列成果。据悉其研究成果在2024年以东莞理工学院为第一单位已经先后发表在Nature Communications, 2024, 15(1): 1609；Nano Energy, 2024, 126: 109612等国际著名期刊。此外周教授自2023年入选“斯坦福全球前2%科学家”后，2024年继续入选此榜单(https://elsevier.digitalcommonsdata.com/datasets/btchxktzyw/7)。

（撰稿：黄嘉彬；一审：周海；二审：翁炎泉；三审：任斌）