来自入射光子(以及光激发电子孔对的创建)到最终提取电流的光激发生命周期是一个复杂的多物理过程,跨越了一系列时空量表的量子材料。经常通过设备技术镜头查看,但Photocrrent是可观察到的生命周期的关键,该生命周期对这些量表上无数的物理过程敏感。结果,光电流正在作为电子状态的多功能探针,Bloch带量子几何形状,量子动力学过程和量子材料的设备特性。本评论概述了光电流诊断的关键多物理原理。尤其是我们描述了光结合相互作用与量子几何形状之间的基本联系如何使光电流a波函数敏感的探针能够解析带结构并表征拓扑材料。我们进一步强调了光激发生命周期对松弛过程的敏感性,这反过来又使光电流可以解散不同类型的载体散射,范围从飞秒到纳米秒范围。我们调查了光电流收集的本质非局部特征,该特征允许新型类型的遥感方案和光电流纳米镜检查。这些独特的特征强调了一类新型的多物理探针,该诊断是针对跨越多个时空尺度的物理学特性的增长类别的一种新型多物理探针。
摘要 我们研究了在超高真空低温扫描隧道显微镜 (STM) 中由飞秒激光激发 (亚) 纳米隧道结所驱动的光电流。尖端回缩曲线揭示了光驱动电荷转移,该曲线显示在极大的尖端-样品距离下有电流贡献,证明在较高能量下光激发电子的有效势垒高度大大降低。我们的测量表明,光诱导电子传输的幅度可以通过激光功率以及施加的偏置电压来控制。相反,光电流的衰减常数仅受这些参数的微弱影响。通过获取恒定电流地形图证明了具有光电子的稳定 STM 操作。通过使用一维势垒模型分析光电流,推导出多光子吸收导致的有效非平衡电子分布。
扫描光电流显微镜传统上是使用聚焦光束进行的。1 - 4在这项技术的现代变体中,事件光的聚焦是通过尖锐的金属尖端实现的,如图1。这样的尖端充当光天线,将局部增强的近场增强到自由空间辐射。在实验中,扫描尖端,并使用位于样品外围的某个位置的电动触点来测量样品中产生的直流光电流。下面,我们将此技术称为扫描近场光电流显微镜或光电流纳米镜检查。也可以利用参与此类测量的仪器进行散射型扫描近场光学显微镜(S-SNOM)。在s-snom中,一个人检测到尖端而不是光电流的光片。实际上,一起执行S-SNOM和光电流纳米镜检查,提供了有关系统的互补信息。这种技术的组合已成功地应用于探针石墨烯和其他二维(2D)材料5 - 9的空间分辨率为≏20nm,这比衍射受限的传统方法好。最近的光电流纳米镜检查实验显示出区别的光谱共振和周期性干扰模式
本文介绍了 408 nm – 941 nm 范围内高灵敏度栅/体连接 (GBT) 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 型光电探测器的光电流特性。高灵敏度对于光电探测器非常重要,它用于多种科学和工业应用。由于其固有的放大特性,GBT MOSFET 型光电探测器表现出高灵敏度。所提出的 GBT MOSFET 型光电探测器是通过标准 0.18 µm 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 工艺设计和制造的,并分析了其特性。分析了光电探测器的宽长比 (W/L)、偏置电压和入射光波长。实验证实,所提出的 GBT MOSFET 型光电探测器在 408 nm – 941 nm 范围内的灵敏度比相同面积的 PN 结光电二极管高 100 倍以上。
图S4。 扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。 在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。 (b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。 这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。 被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。 裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。 进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。 (d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。 (e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。图S4。扫描跨INSE通道的NERNST效果的光电流图:(a)设备示意图显示了跨INSE通道的GR/5L-INSE异质结构和电气检测的照明。在此示意图之后,任何测得的电流都被迫流过半导体。(b)与扫描光电流图同时测量的感兴趣区域的激光反射图。这种测量使我们能够将激光的位置与观察到的信号相关联。被选中的位置分别标记为石墨烯和INSE/石墨烯异质结构的位置1和2分别为位置(c)Nernst效应信号记录了不同的磁场和50µW的激光照明和50µW的激光照明和V_G = 0 V的位置1和2,位于1和2的位置,在1和2中亮着,在1和2的位置上,在Chemaine ElectereDere和Hersossctuction上闪闪发光。裸露的石墨烯信号以蓝色显示,通过一个数量级放大,以更好地突出两条曲线之间的斜率差异。进行测量是没有任何应用偏差的,因为它会掩盖Nern的效果,从而诱导图片中的其他光电流机制。(d)扫描光电流图显示了在完整设备上的完整设备的测得的光电流,以-1T的施加了平面外电场。(e)和(f)分别为0T和1T显示的类似扫描光电流图。
光电电流的值是由发出的电子数量计算得出的,一个电子光电电流与在金属表面上入射的辐射强度的强度成正比,因为强度与每秒触动的光子数量成比例,因为每个光电子都必须吸收单个光电流,因此,光电流的速度<
国际 / 国内会议 / 研讨会 / 座谈会 1. a- In 40 Se 30 Te 30 薄膜中的瞬态光电导性,固体物理研讨会 BARC,孟买 1987。 2. a- In 20 Se 80 薄膜中光电流的异常上升,固体物理研讨会 BARC,孟买 1987。 3. a- Sb 15 Ge 10 Se 75 薄膜中光电流的非指数衰减,第 19 届全国晶体研讨会。甘地大学,Changanacherry,1987。 4. a- In 20 Se 80 薄膜中的光电流衰减,第 19 届全国晶体研讨会。甘地大学,Changanacherry,1987 年。5. Ga 40 Se 30 Te 30 非晶薄膜的稳态光电导性和衰减动力学,全国物理和应用研讨会,IACS Calcutta 1988 年。
可调光源的范围可以从传统的扫描单色仪到光学参量振荡器可调激光器 (OPO)。OPO 激光器提供明亮的可调相干光源,但脉冲能量稳定性目前根据光谱区域不同,范围从百分之几到 40%。为了克服 OPO 激光器强度稳定性差的问题,可以采用双同步检测系统 (DSDS):它由两个光纤耦合光电二极管和两个开关积分放大器 (SIA) [1] 组成,它们共享相同的定时信号进行光电流积分。由于两个 SIA 共享相同的定时电路,DSDS 能够同时积分两个光电二极管 1 和 2 的光电流,从而将激光不稳定性的影响降低了大约三个数量级。事实上,可以测量两个光电流的比率(在最佳信噪比条件下),相对统计方差低于 0.05%。在积分期间连续获取 SIA 输出电压,然后计算其斜率。
我们已经在基于绝缘体(SOI)的Schottky屏障光电二极管阵列(PDA)上制造了四元素的石墨烯/硅,并研究了其光电设备性能。在我们的设备设计中,单层石墨烯被用作SOI基板上N型SI通道的光刻定义的线性阵列上的常见电极。通过波长解析的光电流光谱测量显示,在自动操作模式下,PDA结构中的每个元素均显示出最大的光谱响应性约为0.1 A/W。时间依赖的光电流光谱测量值分别具有1.36和1.27 L S的升高时间和秋季时间,显示出出色的光电流可逆性。阵列中的每个元素的平均特定检测率约为1.3 10 12琼斯,而从代码上则是0.14 pw/hz 1/2的小噪声等效功率。预计此处提供的研究将在高增值石墨烯/基于SI的PDA设备应用方面提供令人兴奋的机会。