有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶的制备过程可控性差,导致晶体结晶质量差,生长位置随机,形貌多样,严重限制了其在高性能、大面积光电探测器中的应用。针对上述问题,本论文开展了以下几个工作:1.利用一步浸涂法制备钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构,实现钙钛矿纳米颗粒的可控制备和定位分布,并将钙钛矿微纳单晶的应用领域拓展至双波段光电探测器。在实验中,首先利用溶剂交换法制备出尺寸可调的CH3NH3PbI3纳米颗粒,然后利用浸涂法将纳米颗粒均匀地定位分散在有机半导体单晶微米带表面,形成钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构。该复合结构之间是物理结合,可以吸收紫外-可见两个波段的光,其光电探测器在252-780 nm的双波段光谱范围内光响应度高达1.72 × 104 A/W。此外,我们还构筑了 10 × 10像素点的光电探测器阵列,并展示了集成电路在安全通信中的应用。钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构的成功制备,为实现钙钛矿微纳单晶在双波段光电探测器中的应用开辟了道路。2.利用不良溶剂饱和蒸汽辅助结晶法制备具有高稳定性的钙钦矿单晶纳米线,提高了光电探测器的稳定性。CH3NH3Pbl3单晶纳米线在充满不良溶剂饱和蒸汽的密闭容器中结晶,不良溶剂饱和蒸汽不仅可以促进钙钛矿分子成核析出,而且为纳米线的生长提供保护环境。CH3NH3PbI3单晶纳米线的结晶度高,缺陷密度低,其光电探测器的光响应度高达460 A/W,比探测率高达2.6 × 1013 Jones,响应时间达亚毫秒级,在同类器件中处于较高水平。此外,器件具有超长的空气稳定性,性能在45天内没有明显衰减。我们用开尔文探针力显微镜研究了纳米线中载流子的分离和传输效率。钙钛矿单晶纳米线的成功制备,显著提高了钙钛矿微纳单晶光电探测器的稳定性。3.利用刮涂法在柔性基底上制备大面积钙钛矿单晶微米线阵列,并用于构筑柔性图像传感器。在刮涂过程中利用刮刀与基底之间形成的弯液面辅助自组装,得到大面积、高集成CH3NH3PbI3单晶微米线阵列。我们借助微区光电流扫描技术研究了阵列的光电性质,在扫描范围内,阵列具有均匀的光电流,为高分辨图像传感器的构筑奠定了材料基础。基于CH3NH3Pbl3单晶微米线阵列的光电探测器表现出优异的性能,理想线性动态范围高达144 dB,光响应度为13.57 A/W,比探测率为5.25 × 1012 Jones。此外,器件具有良好的弯曲稳定性,弯曲次数高达100000次。柔性图像传感器可在不同弯曲方向下工作,均表现出超高的分辨率。大面积、高集成钙钛矿单晶微米线阵列在柔性基底上的成功制备,实现了钙钛矿微纳单晶在柔性光电探测器中的应用,促进了光电探测器集成化、小型化和轻量化的发展。4.利用微沟道限域结晶法制备大面积、高度有序钙钛矿单晶微米线阵列,并用于构筑可寻址图像传感器。该策略以周期性SU-8光刻胶条组成的微沟道为模板,通过刮涂过程实现。微沟道可以有效抑制溶液的横向流动,同时减小三相接触线的距离,降低成核密度,从而使钙钛矿分子沿微沟道方向不断组装成CH3NH3Pbl3单晶微米线阵列。所得阵列晶体取向高度一致,光电性质高度均匀。此外,由于微沟道模板的存在,该阵列可用于构筑叠层结构光电探测器,器件的光响应度高达6.66 × 103 A/W,比探测率高达6.85 × 1012 Jones,线性动态范围为88 dB。利用高性能的叠层结构光电探测器阵列,我们构筑了 10 × 10像素点的高分辨、可寻址图像传感器。大面积、高度有序钙钛矿单晶微米线阵列的成功制备,为钙钛矿微纳单晶在高性能、可寻址光电探测器集成电路中的应用提供了可能。