碳铜复合电极增强CsPbBr3钙钛矿光电探测器带宽实现高速水下无线光通信

为解决CsPbBr3钙钛矿光电探测器响应速度慢、带宽受限的难题，研究人员创新性引入碳铜(C-Cu)复合电极。该设计通过提升碳层导电性加速载流子提取，并利用铜掺杂钝化CsPbBr3浅层缺陷，使器件跌落时间缩短至406 ns，带宽突破3 MHz，创同类器件最高纪录。应用于水下无线光通信(UWOC)系统时实现20 Mbps高速数据传输，为深海探测等应用提供关键技术支撑。

　　

全无机CsPbBr₃钙钛矿凭借优异的热稳定性和天然窄带蓝绿光响应特性，成为水下无线光通信(UWOC)的理想候选材料。然而现有CsPbBr₃基光电探测器存在响应速度慢、带宽不足的致命缺陷。最新研究通过碳铜(C-Cu)复合电极实现双重突破：一方面高导电碳层加速载流子提取，另一方面电极中微量铜渗透至钙钛矿层，像精准的分子手术刀般钝化浅表缺陷。这种协同效应使载流子迁移率显著提升，陷阱密度大幅降低，最终打造出跌落时间仅406纳秒、-3 dB带宽高达3兆赫兹的超级探测器——该性能刷新了CsPbBr₃基器件的世界纪录。在模拟UWOC系统中，这种"快如闪电"的探测器成功实现20兆比特/秒的高速数据传输，相当于每秒传输10本《红楼梦》的文本量。这项技术为深海机器人通信、珊瑚礁生态监测等应用点燃了新的希望之火。

特别值得注意的是，中国研究者已于2024年11月28日为C-Cu复合电极及相关器件申请专利（申请号202411719799X），标志着该技术向产业化迈出关键一步。