近日，实验室陈惠鹏研究员课题组在无铅双钙钛矿纳米晶光存储器研究方面取得重要研究进展，其研究成果以题为“
Nonvolatile Multilevel Photomemory Based on Lead-Free Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Nanocrystals Wrapped Within SiO2 as a Charge Trapping Layer”在国际学术期刊ACS Applied Materials & Interfaces上发表。ACS Applied Materials & Interfaces是美国化学学会创办的工程技术领域一流期刊，为SCI一区Top期刊，2019年影响因子为8.758。课题组教师陈耿旭博士为该成果的通讯作者，课题组硕士生林伟坤与陈耿旭博士为该成果的共同第一作者。福州大学物理与信息工程学院和中国福建光电信息科学与技术创新实验室为该成果的完成单位。
浮栅型晶体管光存储器（FGTPM）因其与晶体管电路的兼容性、可实现无损读出和多级存储而被认为是最有前途的非易失性光存储器器件之一。与传统的电动存储器相比，光电存储器更能实现存储电平间大电流差的多电平数据存储。到目前为止，铅基钙钛矿纳米晶因其良好的光电性能，广泛应用于FGTPM器件中。它们作为电荷捕获中心并与有机聚合物共混作为浮栅层以实现其应用。不过，仅采用这种浮栅结构会导致较差的电荷存储性能，因而研究者往往会再沉积一层氧化铝薄层作为隧穿层以更好地捕获电荷。然而，这样的解决方案往往导致制备进程的繁琐与制备成本的提高。此外，在采用溶液制备介电层的过程中，聚合物基质及其溶剂会破坏钙钛矿纳米晶的结构，使其发生一定程度的降解及团聚，从而失去其优异的光电性能。而且沉积氧化铝过程中的高温高湿环境也同样促使钙钛矿纳米晶的降解。此外，铅基钙钛矿材料本身当前仍然面对不少挑战，包括其固有的稳定性差，以及铅对环境的不友好性等等。
针对上述问题，陈耿旭博士等人采用高效一锅法合成了无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6纳米晶，随后将其包裹于低聚二氧化硅（OS）内形成复合层，并将其作为一种新型浮栅，用于开发基于浮栅晶体管型的非易失性光存储器。OS层作为Cs2AgBiBr6纳米晶保护层的同时，也是FGTPM器件的电荷隧穿层，并且可通过简单调整工艺参数实现对OS层的厚度的可控调节，进而实现对光存储器件性能的调制。除了展示出可重复多级非易失性存储性能外，所制备的FGTPM器件在无额外栅偏压下，对依赖波长/时间/功率的光辐照具有精确的光响应能力。在简化工艺和降低成本的情况下，基于无铅钙钛矿基光存储器件仍然表现出优异的光电存储性能，这将是迈向光存储商业化的坚实一步。
论文信息：Weikun Lin, Gengxu Chen,* Enlong Li, Lihua He, Weijie Yu, Gang Peng, Huipeng Chen, and Tailiang Guo, “Nonvolatile Multilevel Photomemory Based on Lead-Free Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Nanocrystals Wrapped Within SiO2 as a Charge Trapping Layer”, ACS Applied Materials & Interfaces 2020. DOI: 10.1021/acsami.0c12185
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c12185
