体InSb量子点用于1500nm的SWIR光电探测器,具有抗氧化表面

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 光电学是指光电子产品.

背景情况:

• III-V量子点 (QD) 正在作为有毒Cd和Pb基QD的替代品出现.
• 在短波红外 (SWIR) 区域,特别是1400 nm以外的III-V QDs的理解和应用仍然有限.
• 抗 (InSb) QD由于其更窄的带隙,为SWIR应用提供了潜力,但设备应用研究很少.

研究的目的:

• 为了合成InSb量子点 (QDs),增强表面稳定性和可调的吸收在1000-1700nm范围内.
• 为了提高InSb QD的光发光和光稳定性,使用InAs和ZnSe外.
• 制造和描述基于这些新的InSb QDs用于SWIR光探测的光探测器设备.

主要方法:

• 合成InSb QDs 结合Cl- 离子以提高表面稳定性.
• 用InAs和ZnSe外涂覆InSb QD,以增强SWIR光发光和光稳定性.
• 使用合成的InSb和InSb/InAs核心/外QDs制造光电探测器设备.

主要成果:

• 实现了InSb QD吸收范围在1000至1700nm之间.
• 使用无InSb QDs,在1500nm以上的光学检测得到了证明.
• InSb核心QD光探测器在1370nm时显示出11.4%的外部量子效率 (EQE),在1520nm时显示出6.3%的外部量子效率,在1520nm时显示出3.6×10^12斯的特定探测率 (D*).

结论:

• 成功合成了具有增强稳定性和SWIR吸收特性的InSb QD.
• 证明了InSb QDs的可行性,包括核心/外结构,用于制造SWIR光探测器.
• 开发的InSb QD光探测器代表了无SWIR光电子设备的重大进步.