低维半导体/钙钛矿异质结构光电探测器的研究进展

光电探测器能将光辐照转换为电信号,是光电系统中接收端的核心部件,在国民经济、警用装备以及诸多军事领域都有着重要的应用。基于传统材料的光电探测器面临性能不够优越、单个探测器检测范围窄等问题。近年来,低维半导体和钙钛矿材料在光电探测器领域引起研究人员的广泛关注。相较单一材料,基于低维半导体/钙钛矿异质结构的光电探测器在光响应度、外量子效率、探测率以及响应时间上都有着更为优越的性能,逐渐成为研究热点。简述了光电探测器的基本性质以及钙钛矿材料常见的制备方法,进一步介绍了国内外关于低维半导体/钙钛矿异质结构光电探测器的主要研究进展,探讨了目前优化性能的主要措施,最后对发展前景进行了展望,并提出了相关建议。     

极坐标二维位敏光电探测器的设计

设计了一种极坐标二维位敏光电探测器,它采用一维位敏光电探测器测量原理测量光点的二维参数,经处理后得到光点的二维极坐标.该器件采用一种特殊的平面曲线形式的光敏面结构,可以广泛地应用于军事及民用领域中.     

二维材料光电探测器及光场增强的研究进展

随着现有社会的不断发展,对光电探测器的需求不断提高,但现有传统材料探测器的发展已进入瓶颈期,亟需新材料的出现,使光电探测器得到进一步的发展.石墨烯等新型二维材料相比于传统材料,具有可做成原子级尺寸、能带可调、具有柔韧性等突出优点.可满足当今社会对光电探测器性能,尺寸等方面更高需求.因此二维材料光电探测器被广泛研究,取得...     

用溶液法制备钙钛矿纳米线光电探测器

作为一种优秀的光吸收半导体材料,有 机-无机杂化钙钛矿被广泛应用于光电领域。为了制备高 性能光电探测器件,采用溶液法制备了高度有序、超长的CH3NH3PbI3 纳米线,并将其应用于Au/CH3NH3PbI3/Au平面型光电探测器。该 器件具有宽的工作波段,在紫外-可见光-近红外(365~808 nm) 光谱范围内均有响应。其最大光响应度达到3.81 A·W-1,比探 测率为3.7×1011 Jones,开关比为4.9×103,光响应时间约 为7 ms。由于具有优异的光探测能力,该器件拥有广阔的应用前景。     

基于二维材料的光通信波段光电探测器

光电探测器是光通信、光学成像系统的核心组件。光通信波段纳米光电探测器是当前光电信息技术领域的重要研究对象。目前,基于铟镓砷和汞镉碲等传统化合物半导体材料的光通信波段光电探测器面临着制备流程复杂、成本高昂、工作温度低、集成困难等问题。新型二维材料具有独特的结构和光电性质,是制备下一代低功耗、小型化光电探测器的重要材料。主要概述了二维材料光电探测器在光通信波段的研究进展,包括二维材料的独特物理化学性质、光电探测器的基本工作原理和参数指标等,重点论述了基于二维材料及其异质结的光电探测器的研究进展,最后总结了该领域面临的挑战以及发展前景。     

二维层状材料异质结光电探测器研究进展（特邀）

自石墨烯时代以来,具有独特物理、化学和光电特性的二维层状材料(Two-Dimensional Layered Materials,2DLMs)得到了国内外科研人员的广泛关注。2DLMs因其种类的多样化与带隙的层数依赖性,光谱响应范围覆盖了紫外到红外辐射的极宽波段,具有应用于新一代光电探测器件的潜力。此外,2DLMs不受晶格匹配的限制,能以范德瓦尔斯力(Van der Waals,vdWs)与其他维度材料如体材料、纳米线和量子点等结合,制备得到性能独特且优异的复合结构器件。文中概述了几种应用在光电探测器领域的新型2DLMs异质结光电探测器的研究进展,主要包括基于二硒化钨(WSe₂)、黑砷磷(AsP)、三硫化铌(NbS₃)、二硒化钯(PbSe₂)等异质结光电探测器,这些异质结光电探测器在异质结器件结构设计与新型二维半导体工艺技术应用方面做出了创新,在器件增益、结整流比、响应速度与波长探测范围等多个重要器件性能方面获得了突破性的研究成果。同时,文中还简要分析了这类器件研究当前所面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。     

基于低温ALD氧化锌/钙钛矿复合膜的光电探测器

以原子层低温沉积技术(ALD)制备的氧化锌(ZnO)作为薄膜晶体管载流子传输层,将其与光电敏感性极高的CsPbBrI₂全无机钙钛矿薄膜复合进一步研制出光电晶体管用于光电探测。氧化锌薄膜晶体管可在150℃低温条件下制备且无需高温退火,同时,CsPbBrI₂钙钛矿薄膜也可以在低温工艺下制备。结果显示,CsPbBrI₂/ZnO光电探测器表现出较好的性能,可对365 nm至600 nm波长的光辐射有光响应。在500 nm波长的光照射下,最大响应度和探测率分别可达2×10³A/W和3×10¹⁴Jones。CsPbBrI₂/ZnO光电晶体管的瞬态响应显示出250 ms的上升时间和200 ms的下降时间,并且在长时间测量后瞬态行为保持不变。     

电场及力场增强二维材料光电探测器的研究进展北大核心CSCD

二维材料光电探测器作为新型光电探测器,具有带隙可调、易于制备柔性器件等诸多优点。进一步丰富了光电探测器的应用前景。与此同时,二维材料光电探测器也需要一定程度的优化,例如解决二硫化钼难以实现双极性调控的问题。本文着重介绍科研人员通过利用离子导体,铁电材料,局域栅等电场方式以及施加应力的力场方式对二维材料光电探测器进行增强。从而解决二维材材制备的探测器存在的一些问题,并分析现有研究的不足之处,并对其未来发展进行展望。为相关研究人员提供一定程度的参考。     

光电探测器结构对光响应特性的影响

为了研究不同结构光电探测器的光响应特性,采用脉冲激光沉积技术在玻璃衬底上制备了ZnO基紫外探测器。X射线衍射谱、扫描电子显微镜和光致发光光谱显示,ZnO膜为多晶结构,表面平整,并具有良好的化学配比。比较平面结构探测器和夹层式探测器的光响应特性可知,探测器结构对光电探测特性具有重要影响。结果表明,平面结构探测器中的电极宽度引起响应时间和响应度之间的竞争,而具有透明电极氧化铟锡的夹层式探测器则不存在这一问题。     

MSM光电探测器特性二维数值模拟

为了解释在InGaAs金属-半导体-金属光电探测器(MSM—PD)内光产生载流子的行为及器件内电场分布,本文用有限元法数值求解了含复合项的二维泊松方程、电流连续方程及电荷俘获速率方程。得到了InGaAs MSM光电探测器的电流—电压特性及器件内电场和载流子分布。模拟结果解释了实验观察到的雪崩击穿现象,并表明电子电流比空穴电流提前饱和。     

AlGaN基p-i-n光电探测器负响应现象研究

对AlGaN基p-i-n光电探测器的负光电响应特性进行研究,从实验上证实了器件中p型接触电极的肖特基特性是导致该现象的主导因素.不同偏压下的响应光谱表明,这些AlGaN光伏器件中存在较为明显的光导响应特性.光照和暗背景条件下的C-f曲线验证了器件中的持续光电导特性,而高铝组分铝镓氮材料内存在的大量缺陷被认为是该现象的起因.系统地研究了AlGaN基p-i-n光电探测器存在的负响应现象及其微观机理,为铝镓氮基日盲器件光电性能的优化提供了重要参考依据.     

全无机钙钛矿纳米晶薄膜光电探测器

为改善有机-无机铅卤钙钛矿的空气稳定性,采用高温热注入法合成了两种不同尺寸的全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶。由于晶粒尺寸对纳米晶薄膜电学性能具有决定性的作用,研究了CsPbBr3纳米晶尺寸对薄膜光电导探测器光电响应性能的影响。结果表明:纳米片薄膜的光电流是纳米立方块薄膜的100倍,归结于二维CsPbBr3纳米片薄膜更少的晶界导致了更长的载流子扩散长度。对性能更加优异的纳米片薄膜光电探测器进行了全面的性能评价,低的噪声等效功率和高的归一化探测率表明其具有优异的弱光探测能力。     

大面积枕型二维位敏探测器的研制

在简要分析二维位敏探测器工作原理的基础上,详细介绍了一种大面积枕型二维位敏探测器的结构设计和制作工艺。对器件响应度、暗电流、位置分辨率,以及位置线性度等性能参数进行了分析。测试结果显示,器件在峰值波长λp=930nm处的响应度达0.63A/W,暗电流小于300nA(VR=10V),位置分辨率小于10μm,位置非线性度小于5%。     

光电探测器非线性响应的一种简易修正

本文给出了一种采用中性滤光片对光电探测器的非线性响应作修正的方法。     

用光声光谱技术测量光电探测器的光谱响应

根据光声效应原理,用驻极体电容微音器作为传感器,用吸收系数接近1的碳黑作为吸收物质,制作了高灵敏度的光声传感器。用该传感器作为光源功率监测器,用归一化的光声光谱技术测量了光电探测器的相对光谱响应曲线,从而消除了光电探测器量子效率对光源滤长的依赖性,获得了光电探测器比较准确的相对光谱响应特性曲线。     

非晶硒化镉快速光电探测器瞬态光电导的测试研究

报道了淀积条件对非晶态硒化镉（α－ＣｄＳｅ）薄膜微区结构的影响，并对利用α－ＣｄＳｅ薄膜为光敏介质的快速光电探测器的瞬态光电导进行了比较深入的测试研究。