上科大宁志军课题组开拓高精度大面积上转换红外成像器件实现短波红外可视化成像 – 质料牛 器件的拓高分说率实用提升

副钻研员周文佳为配合第一作者。上科实现上海科技大学物资迷信与技术学院的大宁大面短波宁志军教授团队开拓了一种基于红外胶体量子点以及钙钛矿可见发光二极管的红外上转换成像器，宁志军团队接管新兴的志军组开转换卤素钙钛矿作为发光质料，

 

除了器件功能的课题可视提升，器件的拓高分说率实用提升。此外该使命表明经由飞腾红外光电探测器与发光二极管之间的精度积上势垒可能实用增强发光二极管的发光量子功能，实现为了高精度大面积等效像素规模超七百万的红外红外化成红外成像器件，而且对于保密信息直接实现为了红外可视化成像。成像散漫器件较高的器件增益以及光子转换功能，

 

运用器件高分说率以及大面积的像质特色，量子点墨水的料牛措施实用提升了薄膜的均一性。发现传统的上科实现量子点上转换红外探测器功能较低的原因来自于发光层较低的发光功能，相对于传统的大宁大面短波固相配体交流措施，钙钛矿发光二极管的志军组开转换纯空穴传输层器件的空穴密度比量子发光二极管逾越约两个数目级。这项使命接管了基于液相法概况配体交流的课题可视量子点墨水妨碍红外量子点薄膜的制备。经由空间电荷限度电流测试发现，

 

克日，新加坡国立大学林志群教授、

 

基于红外量子点以及钙钛矿发光质料散漫制备的红外上转换器件，而且还需要重大的图像处置能耐展现图像，这些因素限度了器件的成像下场。论文患上到了上科大物资学院陆卫教授、基于探测器件的空间分说率以及面积合计患上到大面积上转换探测器的等效像素规模抵达七百万以上，军事作战以及工业检测等规模有普遍运用。宁志军课题组钻研生王浩（现就职于上海光机所）以及刘云龙，并组成高昂的老本。红外上转换探测器能辨此内线对于抵达43.5 lp/妹妹，由溶液法制备的红外光电探测器以及可见光发光二极管直接物理重叠组成的上转换红外探测器由于其制备工艺重大，实用改善了空穴在中间传输层中的输运。基于该量子点薄膜，上海科技大学为第一实现单元，基于上转换红外探测器的上海科技大学校徽成像图。与以前罕用的量子点发光二极管比照，对于应11 μm的分说率，

 

为了处置这一下场，传统的红外成像技术艰深为将铟镓砷等探测器阵列与读出集成电路集成，运用该器件还可能对于夹在两层不透明片子中间的保密信息妨碍成像，

宁志军团队基于前期量子点红外上转换器件的钻研根基（Nature Electronics, 2020, 3, 251），

 

图1：上转换探测器妄想及成像展现图。替换传统的量子点发光层。医疗诊断、团队运用该器件实现为了对于上海科技大学校徽的高清红外可视化成像(图2)。具备精采的睁开远景。潜在的“SHT”字样经由上转换探测器清晰的揭示进去。该器件可用于可视化直接成像。

图2：红外上转换探测器分说率测试图（左），

红外可视化在清静监控、影响了从红外探测器到发光二极管的载流子传输，因此需要严厉的倒装焊接，

 

图3：上转换探测器对于保密图案成像展现图。这是当初溶液法制备的红外上转换器件所抵达的最佳值。逾越了当初全画幅相机的感光元件面积(8.64 cm²)。影响了发光层中的载流子注入。老本较低而备受关注。上海光机所冷雨欣钻研员以及中国迷信院杭州低等钻研院杜鹃钻研员的反对于以及辅助。从而提升上转换探测器的光对于光转换功能以及成像下场，远超当初报道的红外上转换器件的使命面积，并实现为了在红外成像以及信息防伪等规模的运用，可是当初红外上转换光电探测器的光子转换功能较低，该妄想揭示出优异的光子上转换功能，其中紧张的原因是胶体量子点探测与发光层之间的能级不立室，此外，团队实现为了10.6%的红外到可见光对于光转换功能。大幅飞腾了红外光电探测器与发光二极管之间的势垒，

 

红外量子点探测质料以及钙钛矿发光质料的散漫为红外上转换器件的修筑提供了一个新型的器件妄想，该下场于2月14日在全天下威信的学术期刊Cell的姊妹期刊Device上在线宣告。逾越了当初基于CMOS的红外成像器件的最高值。此外器件在红外光照下的增益抵达10以上，限度了像素尺寸以及规模，宁志军教授为通讯作者，使患上器件具备较高的光照以及暗态的比力度，经由掩膜板测试，

 

该使命最近以“Infrared visualization based on quantum dot upconversion photodetector using perovskite emitter”为题宣告在Device期刊上，为上转换探测器的睁开提供了思绪。从而大幅提升了发光二极管的发光量子功能。光照以及暗态下比力度低，空穴输运的改善使患上发光二极管层的电子以及空穴注入愈加失调，钙钛矿发光二极管的价带顶位置比量子点发光二极管低0.5 eV，

 

 

 

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666998624006185?dgcid=author

 

而且器件的面积小，团队制备了使命面积为9 cm²的超大面积上转换成像器件，

 

近些年来，

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