彩娱乐官网 高聪敏超宽带二维材料异质结中红外光电探伤器
发布日期：2023-12-23 19:05 点击次数：117
中红外光电探伤在军事、环境监测、天文等限制有着进犯应用。然则，使用传统半导体材料如II-IV的碲镉汞（HgCdTe）和III-V的超晶格受到低温制冷、体积大、功耗高、制造经过复杂和与互补金属氧化物半导体（CMOS）手艺兼容性差的胁制。二维（2D）范德华异质结构被合计是已毕高性能室温中红外光电探伤器的有出路的材料，但同期已毕高聪敏度、快速反馈速率和超宽带中红外光电探伤仍然是一个挑战。
据麦姆斯商议报谈，近日，由东南大学、中国科学院上海手艺物理相关所（简称：中国科学院上海技物所）、南边科技大学、南京邮电大学和南京师范大学构成的科研团队建议了一种在室温下操作的、高性能的、微型化的、低功耗且与CMOS兼容的中红外光电探伤器。这种探伤器诈欺垂直传输通谈的二维异质结构，已毕了与商用HgCdTe制寒光电探伤器极度以致更优的探伤性和反馈速率。该探伤器的中红外探伤性达到2.38 × 10¹¹ cm·√Hz·W⁻¹，快速反馈时分为10.4 ns，况且具有从紫外到中红外波段的超宽带探伤边界。这项相关以“High-sensitivity, high-speed, broadband mid-infrared photodetector enabled by a van der Waals heterostructure with a vertical transport channel”为题发表在Nature Communications期刊上。
图1a展示了垂直光电探伤器的缠绵理念，图1b展示了光生填塞电荷载流子浓度的稳态空间踱步。该垂直光电探伤器的上风体当今以下几个方面：（i）垂直传输通谈，(ii) 石墨烯电极，(iii) BP/MoS₂异质结，(iv) 金电极。垂直缠绵可同期优化反馈速率、外部量子效果、噪声电流和探伤边界，从而普及光电探伤器的举座性能。图2a和图2b裸露了Gr/BP/MoS₂/Gr垂纵贯谈光电探伤器的结构清楚图和光学图像，图2c至图2f展示了该垂纵贯谈光电探伤器的光电特点。
图1 具有垂直和横向传输通谈的二维异质结构中的光生电荷载流子传输
图2 垂纵贯谈光电探伤器的光电特点
为了进展垂纵贯谈相关于横向通谈的优厚性，相关东谈主员对二者的性能想法进行了相比分析，CYL699.VIP包括外部量子效果（EQE）、反馈度（R）、比探伤率（D*）、噪声等效功率（NEP）和反馈速率。
图3 具有垂直和横向传输通谈的光电探伤器的室温性能相比
为了径直了解沟谈长度对器件光电调遣经过的影响，相关东谈主员在单个BP/MoS₂异质结上制备了六对电极。图4展示了沟谈长度对横向沟谈器件光反馈特点的影响。
图4 沟谈长度对横向沟谈器件光反馈特点的影响
临了，相关东谈主员将该垂直光电探伤器与其他室温中波红外光电探伤器的性能作念了相比，收尾如图5所示。
图5 垂纵贯谈光电探伤器与其他已报谈光电探伤器的室温性能相比
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总而言之，这项相关通过已毕垂直传输通谈的二维异质结构，不错在单一光电探伤器中同期已毕高聪敏度、高速率和超宽带中红外探伤。这种Gr/BP/MoS₂/Gr垂直光电探伤器在中红外波段的探伤性接近表面极限，反馈速率达到10.4 ns彩娱乐官网，况且具有从紫外波段到中红外波段的超宽带探伤边界。该探伤器的举座室温性能可与商用制冷中红外HgCdTe光电探伤器相失色以致更优。