微米级氧化镓薄膜中的定向载流子传输用于高性能深紫外光电探测 张文瑞 1,2 * 王伟 1 张金福 1 张谭 1 陈莉 1 王刘 1 张宇 3 曹彦伟 1 季莉 3 叶吉春 1,2 * 1 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江省能源光电子材料与器件工程研究中心,浙江 宁波 315201 2 甬江实验室,浙江 宁波 315201 3 复旦大学微电子学院专用集成电路与系统国家重点实验室,上海 200433 关键词:紫外光电探测器,宽禁带半导体,氧化镓,载流子传输,缺陷
EOT 的 <10 GHz 光电探测器包含 PIN 光电二极管,利用光伏效应将光能转换为电流。当端接至示波器上的 50 Ω 时,可以测量激光的脉冲宽度。当端接至频谱分析仪上的 50 Ω 时,可以测量激光的频率响应。
图2:具有不同的钙钛矿吸收剂组成的建模吸收和装置响应。a)宽带隙(BPBBR 3,实线)的吸收(黑线)顶部子细胞和窄带隙底部子细胞(APBI 3,虚线,虚线)在TPD结构中,
我们报告了在零偏压下工作的光电探测器的高速性能——零暗电流和零直流电功耗。光电流的产生是通过嵌入硅锗的硅微环谐振器中的声子辅助吸收实现的,在波长约 1180 和 1270 nm 处分别产生 0.35 和 0.043 A/W 的响应度。我们测量了 14 GHz 的 3 dB 带宽,这是迄今为止报告的零偏环谐振光电探测器的最快带宽,比之前的工作提高了 7 倍。我们通过 TCAD 模拟探索了这种改进的来源,并得出结论:掺杂分布的优化通过限制光生载流子漂移到谐振器外周的影响,在低电场下显著缩短了有效载流子寿命。利用实验数据,我们还提取了自由载流子和声子辅助硅锗吸收系数,结果与文献数据吻合良好。还展示了在高达 150 ○ C 的温度下的高速运行。© 2021 作者。除非另有说明,否则所有文章内容均根据知识共享署名 (CC BY) 许可证获得许可 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。https://doi.org/10.1063/5.0047037
摘要:本文介绍了一种使用低成本溶液处理技术制造有机基器件的方法。在环境条件下,在 ITO 涂层玻璃基板上制造了一种氯取代的二维共轭聚合物 PBDB-T-2Cl 和 PC 71 BM 支持的纳米胶囊水合五氧化二钒 (HVO) 的混合异质结作为空穴传输层 (HTL) 光电探测器。该器件形成了一个优异的有机结二极管,整流比良好,约为 200。该器件在光电导模式(反向偏置)和绿光波长的零偏置下还表现出优异的光电检测特性。本文报道了非常高的响应度 ~6500 mA/W 和 1400% 的高外部量子效率 (EQE)。所提出的有机光电探测器分别表现出优异的响应和恢复时间 ~30 和 ~40 毫秒。
摘要:紫外光电探测器(UVPD)在军事和民用应用中发挥着重要作用,通常采用宽带隙半导体(WBS)作为构造模块来制造。遗憾的是,基于 WBS 的 UVPD 商业化往往受到其相对较高的制造成本的限制,因为需要使用非常复杂的生长仪器。在本文中,我们提出了一种基于具有相对较小带隙的非 WBS 硫化铅(PbS)的灵敏 UVPD。器件分析表明,由 48.5 nm PbS 纳米薄膜制成的 UVPD 对 365 nm 的紫外线照射高度敏感。具体而言,在 365 nm 照射下的响应度和特定探测率分别为 22.25 AW − 1 和 4.97 × 10 12 Jones,与大多数传统的基于 WBS 的 UVPD 相当或更好。基于 PbS 纳米薄膜的 UVPD 还表现出优异的环境稳定性。实验结果和基于技术计算机辅助设计软件的模拟证实,PbS 纳米薄膜的异常特性与相对较薄的厚度和波长相关的吸收系数有关。这些结果为窄带隙半导体在未来光电设备和系统中实现低成本敏感 UVPD 提供了机会。关键词:紫外光电探测器、窄带隙半导体、PbS、高响应度、技术计算机辅助设计 ■ 介绍
摘要——开发具有窄带和可调光谱灵敏度的高性能多光谱光电探测器具有重要意义,但迄今为止仍然极具挑战性。本文,我们报道了一种 Si Au/n 型 Si/Au 光电探测器,它不仅在紫外线而且在近红外区域都具有可调窄带灵敏度,这与受控电荷收集变窄 (CCN) 机制有关。此外,当偏压从 0.1 变为 -0.1 V 时,该器件的负响应峰可以从 365 nm 轻松调整到 605 nm,正响应峰可以从 938 nm 调制到 970 nm。特别是,当负响应峰和正响应峰分别接近紫外短波长端和近红外长波长端时,半峰全宽分别小至 92 nm 和 117 nm。器件在紫外-可见光和近红外区域的响应极性相反,使得目前的硅光电探测器在未来的多波段光电系统中具有潜在的重要意义。
图1(a)柔性锡/GESN异质结的示意图PDS:(a-i)形成蚀刻孔阵列以促进随后的底切进程。(A-II)HF底切以释放GESN膜,然后在PET底物上进行翻转。(A-III)通过溅射锡形成矩形异质结。(A-IV)NI接触的沉积。(A-V)和(A-VI)分别通过凹形和凸弯曲固定装置应用外部单轴拉伸和压缩菌株。(b)柔性锡/GESN PD的光学图像及其在显微镜图像中放大。图1概述了柔性锡/GESN异质结PD的制造过程。准备
本工作采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术分别在GaN模板和蓝宝石衬底上沉积β-Ga 2 O 3 薄膜,制备相应的β-Ga 2 O 3 薄膜金属-半导体-金属(MSM)光电探测器(PD)。比较这两种异质外延β-Ga 2 O 3 薄膜PD的性能,发现氧空位是造成差异的原因。GaN上β-Ga 2 O 3 PD的响应度随叉指间距的增加而增大,而蓝宝石上β-Ga 2 O 3 PD的行为则相反。提出了MSM结构的光电导模型,表明氧空位在上述观察中起着关键作用。同时,氧空位对光生空穴的捕获不仅增强了响应度,而且延迟了响应时间。该工作为异质外延β-Ga2O3薄膜PD的进一步优化奠定了基础。
这是以下文章的同行评审版本:An, S., Liao, Y., Shin, S. & Kim, M. (2022)。黑锗光电探测器的外部量子效率超过 160%。Advanced Materials Technologies,7(1),2100912‑,最终版本已在 Advanced Materials Technologies 上发表。本文可根据 Wiley 自存档版本使用条款和条件用于非商业用途。