Semiconductores híbridos iónicos-electrónicos para la ingeniería de interfaces de fotodetectores SWIR procesados en...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Optoelectrónica
• Física de Semiconductores

Sus antecedentes:

• Los fotodetectores de infrarrojo de onda corta (SWIR) son cruciales para diversas aplicaciones, pero a menudo están limitados por materiales semiconductores costosos.
• Las alternativas existentes procesadas en solución, como los puntos cuánticos coloidales (CQD), suelen sufrir de alta corriente oscura, lo que dificulta su uso práctico.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método rentable para la modulación precisa de la función de trabajo en fotodetectores SWIR.
• Reducir la corriente oscura y mejorar el rendimiento de los fotodetectores SWIR procesados en solución.

Principales métodos:

• Se utilizaron polielectrolitos conjugados con contraiones mixtos para la sintonización de la función de trabajo y la pasivación de defectos interfaciales.
• Se fabricaron fotodetectores CQD optimizados y se caracterizó su rendimiento bajo iluminación de 1550 nm.
• Se integraron los fotodetectores optimizados con un circuito integrado de lectura de semiconductor complementario de óxido metálico (CMOS) para la demostración del imager.

Principales resultados:

• Se logró una reducción de dos órdenes de magnitud en la densidad de corriente oscura en comparación con los dispositivos convencionales.
• Se demostró un alto rango dinámico lineal de 130 dB y una detectividad específica de 4.3 × 10^12 Jones.
• Se exhibió un SWIR imager de alta resolución (1280 × 1024 píxeles) con un rendimiento excelente.

Conclusiones:

• El enfoque desarrollado permite un control preciso de la función de trabajo y la pasivación de defectos en fotodetectores SWIR procesados en solución.
• Este método ofrece una alternativa viable, de alto rendimiento y potencialmente de menor costo a los imagers SWIR tradicionales basados en InGaAs.