窄带光电探测器只对特定波段的光具有响应，这个特点使得窄带探测器天生的具有了对于光谱的鉴别能力，在生物医学成像，机器视觉等领域都有着很好的应用前景。现阶段的窄带探测器一般需要昂贵的光学滤波片或者对于材料的特殊设计和加工，这些都不利于窄带探测器的实际应用。因此研究一种结构简单和高效的窄带探测器有着重要意义。
近日，我院的李德慧教授在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表了题为“Self-trapped state enabled filterless narrowband photodetections in 2D layered perovskite single crystals.”（文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-08768-z）的文章。基于二维钙钛矿中自然存在的自陷态和各项异性的导电性的特点，通过利用窄化载流子收集的效应，制作了结构简单，性能优异的窄带探测器件。通过调节二维钙钛矿中不同元素的成分和比例，成功的制作一系列可以覆盖整个可见光波段的窄带光电探测器。华中科技大学光学与电子信息学院博士生李俊泽为第一作者，华中科技大学光学与电子信息学院李德慧教授为论文通讯作者，该工作也得到了美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授的指导和帮助。
李德慧教授于2016年加入华中科技大学光学与电子信息学院，至今已在二维钙钛矿合成、器件制作、物理性质等研究领域取得了一系列进展.在合成二维钙钛矿时掺入氯元素（Cl）可以影响钙钛矿许多性质。通过控制掺入Cl的浓度，可以调控钙钛矿的形貌，发光，相变和电荷传输等许多性质。相关工作发表在《先进科学》（Advanced Science）上，题目为“The Role of chloride incorporation in lead-free 2D perovskite (BA)2SnI4: morphology, photoluminescence, phase transition, and charge transport.”（文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201802019）。博士后王军为第一作者，李德慧教授为通讯作者。
首次通过将二维钙钛矿材料和过渡金属硫族化合物堆叠形成异质结探测器，由于异质结结构中内建电场的作用，提高了激子分离的效率，可以很好的改善钙钛矿材料的探测性能。该项工作发表在《美国化学学会应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces, IF=8.097）上，题目为“High-performance photodetectors based on lead-free 2D Ruddlesden–Popper perovskite/MoS2 heterostructures”（文章链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsami.8b20538）。博士生方晨为第一作者，李德慧教授为通讯作者。
二维钙钛矿由于易溶于一些有机溶剂，一些传统的器件制作方法（如光刻等）不能很好的适用于二维钙钛矿。通过溶液法合成阵列碘化铅微米片，然后利用化学气相反应将其转化为二维钙钛矿的两步法，可以制作阵列化的二维钙钛矿器件。该项工作发表在《物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters, IF=8.709）上，题目为“Two-step growth of 2D organic–inorganic perovskite microplates and arrays for functional optoelectronics”（文章链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.8b01861）。本科生黎雷和博士生李俊泽为共同第一作者，李德慧教授为通讯作者。
在含铅(Pb)二维钙钛矿中，将Pb代替为锡(Sn)，可以改善其光电性质和提高迁移率，同时消除二维钙钛矿中Pb的毒性。该项工作发表在《物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters, IF=8.709）上，题目为“Two-dimensional lead-free perovskite (C6H5C2H4NH3)2CsSn2I7 with high hole mobility”（文章链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.jpclett.8b03381）。硕士生沈宏志为第一作者，李德慧教授为通讯作者。
通过溶液和化学气相沉积两步法，可控制备了二维钙钛矿异质结。该项工作发表在《物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上，题目为“Controllable synthesis of two-dimensional Ruddlesden-Popper-type perovskite heterostructures”（文章链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.7b02843）。博士后王军和博士生李俊泽为共同第一作者，李德慧教授为通讯作者，该工作也得到了中科院半导体所张俊教授团队的大力支持与合作。
纯相的二维钙钛矿为研究其物理性质，改善器件性能提供研究基础。通过机械剥离的方式制备出了纯相的二维钙钛矿材料。相关成果发表在《二维材料》(2D Materials, IF=7.042）上，题目为“Fabrication of single phase 2D homologous perovskite microplates by mechanical exfoliation”（文章链接：http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/aaa5d4）。博士生李俊泽为第一作者，李德慧教授为通讯作者。
系列研究得到国家自然科学基金的支持。
