有机-无机钙钛矿材料具有优异的光电性质，已实现高效率太阳能电池和发光二极管的制备。钙钛矿具备较高的载流子迁移率、较长的寿命和扩散距离，因而也是一类较为理想的光电探测器材料。然而，三维钙钛矿暗电流偏大制约了其光电探测器的信噪比，使其发展受到限制。基于多晶薄膜的光电二极管检测器，虽可以抑制暗电流，但无法实现较大的光电导增益，因而器件灵敏度也不理想。 

　　有鉴于此，中科院理化技术研究所吴雨辰博士、江雷院士课题组，与天津大学付红兵教授团队、加州大学伯克利分校张翔院士团队合作，首次发现二维钙钛矿纳米线的边缘态光电导效应，并实现了目前最高灵敏度的钙钛矿光电探测器。 

　　图1. 二维钙钛矿单晶纳米线阵列边缘态光电导机理 

　　研究人员通过不对称浸润界面，控制二维钙钛矿的晶体生长。通过电子衍射、同步辐射掠入射X射线散射发现，制备得到的纳米线取向单一，导电的少层钙钛矿和丁胺基离子层层组装，形成超晶格结构。通过测量不同高度纳米线的荧光和光电导发现，钙钛矿层的边缘能够有效的分裂激子，产生并传导自由载流子，从而实现了优异的光电导。作者表示，基于此纳米线制备的光电探测器，实现了10⁴ A/W以上的响应度和7×10¹⁵ Jones以上的探测度，是目前世界上最灵敏的钙钛矿光电探测器，比传统的硅光电二极管性能高出2-3个数量级。相关研究结果近期发表在《自然·电子学》期刊上（Nature Electronic, 2018, 1, 404, DOI: 10.1038/s41928-018-0101-5）。 

　　图2. 基于二维钙钛矿纳米线的超高灵敏度光电探测器 

　　（来源：纳米人公众号）