近期，我院先进半导体器件与光电集成实验室的张祥老师和罗林保教授团队在蓝光危害检测方面取得重要进展，成功实现了多种便携式蓝光危害实时检测系统，相关成果发表在半导体器件领域的著名期刊IEEE Electron Device Letters和IEEE Transactions on Electron Devices。

目前照明和显示领域的各类人造光源为人们的日常生活带来了极大便利，但人造光源中的蓝光发射容易对人眼造成不可逆的损伤。因此，为了防止蓝光对人眼潜在的危害，基于光电探测器定量检测光源中的蓝光强度，从而提醒人们关注用眼健康就显得尤为重要。

图1.Cs₂AgBiBr₆蓝光窄带光电探测器的(a)器件结构示意图和(b)光谱响应图，插图为零偏压光照下异质结的能带图；

(c)蓝光加权函数和归一化光谱曲线之间的差异；(d)蓝光加权辐射与探测器光电流间的关系；

(e)蓝光危害检测系统框架图以及(f)实测时的照片

基于此，该研究团队近期提出了一种基于无铅双钙钛矿Cs₂AgBiBr₆的自驱动环境友好型蓝光危害检测系统。器件分析表明，在0偏压下，器件的响应度、外量子效率、比探测率和抑制比(450/510 nm)分别达到了0.327 A/W、89.9%、2.8×10¹⁰ Jones和28，这些卓越的性能参数为高精度蓝光危害检测提供了强有力的技术支撑。不仅如此，通过引入误差因子将蓝光危害加权函数替换成光电探测器的归一化响应度，成功得到了蓝光加权辐亮度与器件光电流之间的函数关系，从而实现了通过光电流对蓝光危害进行评估，并计算出了不同蓝光危害等级对应的阈值光电流。最后，对蓝光危害检测系统进行模块化设计并集成，最终实现了环境友好型便携式蓝光危害检测系统。该研究工作于2024年4月以“A Sensitive Lead-Free Perovskite Photodetector for Self-Powered Blue Light Hazard Detection Application”为题发表在IEEE Electron Device Letters，我院硕士研究生安翔为论文第一作者，张祥老师和罗林保教授为通讯作者，合肥工业大学为第一署名单位，澳大利亚南昆士兰大学为合作单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划和安徽省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10509863

图2.CH₃NH₃PbBrCl₂蓝光窄带探测器的(a)器件结构示意图和(b)光谱响应图；(c)蓝光加权辐射与

探测器光电流间的关系；蓝光危害检测系统(d)示意图、(e)实物图以及(f)检测时的照片

前期，该研究团队也通过空间限域的低温度梯度结晶法生长CH₃NH₃PbBrCl₂(MAPbBrCl₂)钙钛矿单晶，并基于电荷收集窄化机制成功实现了无滤光片且只在蓝光波段(400-500 nm)敏感的窄带光电探测器，从而避免了其他颜色光的干扰。该器件在0.6 V低偏压下，440 nm处的响应度峰值可以达到49 mA/W，并且器件的半峰宽仅为40 nm，440 nm/510 nm 的抑制比达到了51，同时在100 μW/cm²的光强下开关比也达到了2320，表明其具有优异的蓝光窄带响应特性和微弱光信号检测能力。基于IEC/TR 62778蓝光危害国际标准，成功建立了具有普适性的蓝光危害强度和器件光电流之间的关系，并且通过设计专用的后端电路，成功实现了蓝光危害的实时检测和显示。该工作于2023年8月以“A Narrowband Perovskite Photodetector for Blue Light Hazard Detection”为题发表在IEEE Transactions on Electron Devices，我院硕士研究生张振宇为论文第一作者，张祥老师和罗林保教授为通讯作者，合肥工业大学为第一署名单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划和安徽省自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10233937

安翔 文/图 刘梅 审核