科学家发现碘化铅在高压下的半金属化和新型光电行为
发布时间：2023-05-11 08:00:00 阅读数： 184
可见光下PbI2的光电流。资料来源：程鹏
根据发表在《先进光学材料》上的一项研究，中国科学院合肥物质科学研究院的丁俊峰教授和他的团队表明，半导体碘化铅（PbI2）在受到压力时发生了向半金属状态的转变。这种转变伴随着光电性能的改善和光谱响应范围向红外波段的扩展。
PbI2是一种多功能的半导体，可应用于X射线和伽马射线探测以及开发包晶硅太阳能电池。通过压缩晶格常数和诱导结构转变，静水压力的应用可以用来改变结构和电子特性。因此，压力可以成为提高PbI2光电性能的有效方法。
在这项研究中，PbI2的高压吸收光谱表明，电带在过渡点是封闭的，而电荷传输表明，样品仍然是非金属的。非金属传输被很好地解释为在高压下半金属相的发展，这是由光电流喷发和红外带响应的第一原理计算确定的。
PbI2中的半导体-半金属转变被进一步证实，因为在压力下的超快光谱中，其寿命显著减少到几皮秒。此外，反应带从可见光延伸到至少1,550纳米的电信波长。
高压下PbI2的带隙演变。Credit: Cheng Peng
研究人员使用多种技术系统地研究了PbI2在高压下的行为，他们解决了关于其高压相的长期争议，并确定了结晶和电子转变之间的不一致。
据研究人员称，压力诱导的半金属化为设计具有宽带响应的高性能光电探测器提供了一种新的策略。
参考资料：Peng Cheng et al, Semiconductor–Semimetal Transition‐Driven Photocurrent Spurt and Infrared Band Response in Lead Iodide at High Pressure, Advanced Optical Materials (2023). DOI: 10.1002/adom.202300316
