fighting!!!
红外双波段光电探测器是重要的多光谱探测器件,特别是近红外/短波红外区域,相较于可见光有更强的穿透能力,相较于中波红外可以以较低的损耗识别冷背景的物体,因此广泛应用于民用和军事领域。当前红外双波段探测器主要面临光谱不可调谐,器件结构复杂而不易与读出集成电路相结合的挑战。
据麦姆斯咨询报道,近日,合肥工业大学先进半导体器件与光电集成团队在光电子器件领域取得重要进展,研究团队研发了一种光谱可调谐的近红外/短波红外双波段探测器,相关研究成果以“Bias-Selectable Si Nanowires/PbS Nanocrystalline Film n–n Heterojunction for NIR/SWIR Dual-Band Photodetection”为题,发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 2023: 2214996.)。第一作者为许晨镐,通讯作者为罗林保教授,主要从事新型高性能半导体光电子器件及相关光电集成技术方面的研究工作。
该研究使用溶液法制备了硅纳米线/硫化铅异质结光电探测器(如图1(a)),工艺简单,成功将硅基探测器的光谱响应拓宽到2000 nm。基于有限元分析法的COMSOL软件分析表明,一方面,有序的硅纳米线阵列具有较大的器件面积,提升了载流子的输运能力,且纳米线阵列具有较好的周期性,入射光可以在纳米线结构之间连续反射,产生典型的陷光效应。另一方面,小尺寸的纳米线阵列可以看作是微型谐振器,可以形成HE₁ₘ谐振模式,增强特定入射光的光吸收。
通过调制外加偏压的极性,器件可以实现近红外/短波红外双波段探测、近红外单波段探测、短波红外单波段探测三种探测模式的切换。器件还具有较高的灵敏度,在2000 nm光照下的探测率高达2.4 × 10¹⁰ Jones,高于多数短波红外探测器。
图1 双波段红外探测器结构图及相关仿真和实验结果
图2 偏压可调的近红外/短波红外双波段探测及探测率随光强的变化曲线
此外,该研究还搭建了单像素光电成像系统(如图3(a)),在2000 nm光照下,当施加-0.15 V和0.15 V偏压时,该器件能对一个简单的英文字母实现成像。但是不施加偏压时,缺无法清晰成像。这表明只需要对器件施加一个小的偏置电压时,就可以将成像系统的工作区域从近红外调整到短波红外,具有较高的灵活性。
图3 光电成像系统及成像结果
这项研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
[来源:MEMS]
土壤指标检测方法全公布!第三次全国土壤普查技术规程规范(修订版)发布
2023.06.13
精彩回放上线|第十二届光谱网络会议(iCS2023)圆满落幕!
2023.06.20
2023.05.18
2024.08.25
仪器情报,科学家首次在扭曲双三层CrI3材料中取得最新发现!
2024.08.25
2024.08.25
版权与免责声明:
① 凡本网注明"来源:仪器信息网"的所有作品,版权均属于仪器信息网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪器信息网"。违者本网将追究相关法律责任。
② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。
③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为默认仪器信息网有权转载。
谢谢您的赞赏,您的鼓励是我前进的动力~
打赏失败了~
评论成功+4积分
评论成功,积分获取达到限制
投票成功~
投票失败了~