Angesichts der Tatsache, dass die Driftzeit der Ladungsträger in CsPbBr₃-Kristallen mit Millimeterdicke im Mikrosekundenbereich liegt, wurde in dieser Studie ein spezieller Vorverstärker entwickelt und ein Ladungsträger-Flugzeit-(TOF)-Messsystem auf Basis eines ultravioletten Puls-Lasers aufgebaut. Der Verstärker basiert auf einer Transimpedanzverstärkung, wobei in der Endstufe ein gleichphasiger Verstärker zur Erhöhung der Spannungssignalverstärkung hinzugefügt wurde. Mit einem Operationsverstärker mit ultraniedrigem Eingangsvorspannungsstrom im Femtoampere-Bereich wurde eine rauscharme Signalumwandlung erreicht. Der entworfene schnelle Vorverstärker zeichnet sich durch hervorragende Linearität und eine Mikrosekunden schnelle Ansprechzeit aus, die Anstiegszeit beträgt ca. 1,1 μs, die Verstärkung 1,97 V·mA^-1, die -3 dB Bandbreite liegt bei 315 kHz, und der effektive Ausgangsrauschwert beträgt 2,58 mV. Bei einer Vorspannung von 30~70 V verkürzte sich die Driftzeit der Ladungsträger in einem 1 mm dicken CsPbBr₃-Einkristall von 4,06 μs auf 3,21 μs, wobei die Lochbeweglichkeit bei Raumtemperatur zu 19,83 cm²⋅V^-1⋅s^-1 bestimmt wurde. Dieser schnelle Vorverstärker erfüllt die Anforderungen zur effektiven Erfassung schwacher transienter Signale von CsPbBr₃-Einkristallen und ermöglicht die Messung der Ladungsträgerbeweglichkeit im Material.

CsPbBr₃-Einkristall; Flugzeit; schneller Vorverstärker; Ladungsträgermobilität