一个超快速和自动供电的MoS2-Se/Si光探测器,具有高光捕捉结构和SiO接口层
Zhen Yue1, Honglie Shen1,2,3, Chen Wang4
1College of Materials Science and Technology, Jiangsu Key Laboratory of Materials and Technology for Energy Conversion, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, People's Republic of China. hlshen@nuaa.edu.cn.
Nanoscale
|December 1, 2023
概括
这项研究介绍了一种使用二硫化 (MoSSe2-) 纳米膜的新型自动供电光探测器 (PD). 该设备在红外信号检测方面表现出极高的灵敏度和超快响应,为先进的光电子应用铺平了道路.
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:
- 二硫化 (MoSSe2-) 纳米膜提供可调节的电子和光学特性,使它们成为光电探测器 (PD) 的前景.
- 在MoSSe2-中固有的带隙和接口重组限制了传统PD的灵敏度.
- 在高温下,可以在各种基板上实现MoSSe2-纳米膜的垂直导向.
研究的目的:
- 使用垂直导向的MoSSe2-纳米膜制造一个高性能,自动供电的光探测器.
- 为了研究超薄SiO接口层对载体重组和设备性能的影响.
- 探索开发的PD在检测超弱红外信号和高频率运行的潜力.
主要方法:
- 在450°C时制备几层MoSSe2-纳米薄膜,垂直方向为450°C.
- 制造一个自动供电的MoSSe2-/SiO/Si光探测器,通过在Piranha溶液中通过湿氧化进行氧化原子层.
- 描述光探测器的性能,包括响应性,检测性,光响应速度和在不同照明条件和频率下打开关闭的比率.
主要成果:
- 自动供电的MoSSe2-/SiO/Si PD在广泛的光谱范围 (405-980 nm) 中表现出极好的可重现性和稳定性.
- 在零偏差下实现了高响应率 (0.450 A W-1),正常检测能力 (4.968 × 1012 Jones) 和超快的光响应 (r = 1.20 μs,f = 4.92 μs).
- 已证明能够检测具有高开关比率的超弱红外线信号 (< 200μW cm-2) 并在高频率高达 100 kHz 上有效运行.
结论:
- 一个超薄的SiO接口层通过简单的接口工程有效地减少载体重组.
- 开发的自动供电PD为制造高性能,低成本光电子设备提供了一种新的策略.
- 该设备显示出在高频光电设备和健康监测系统中应用的巨大潜力.
