缩Si纳米膜中的应变调节:超出Si吸收极限的光检测
Ajit K Katiyar1, Beom Jin Kim1, Gwanjin Lee2
1School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University, 50 Yonsei-ro, Seoul 03722, Republic of Korea.
Science advances
|January 12, 2024
概括
纳米膜中的压力工程将光学吸收扩展到1310nm,克服近红外 (NIR) 应用的局限性. 这一突破使得基于 (Si) 的增强光子和光电子设备成为可能.
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:
- (Si) 是微纳米电子的基石材料.
- 它在1100 nm的内在光学吸收截止值限制了可见到近红外 (NIR) 频谱中的应用.
- 应变工程提供了一种调整材料属性的方法,包括光学带隙,以扩展功能.
研究的目的:
- 通过应变工程,将晶体 (Si) 的光学吸收极限扩展到其内在带隙之外.
- 开发一个原型的NIR图像传感器,利用应变工程Si纳米膜 (NMs).
主要方法:
- 在Si纳米膜 (NM) 中创建曲的结构,以诱导自我维持的应变.
- 在6×6数组中组织金属-半导体-金属配置的 Si NM光传感像素.
- 利用几何控制的应变感应用于光子管理.
主要成果:
- 实现了晶体Si的延长吸收极限,最高可达1310nm.
- 展示了一种原型的NIR图像传感器,其光响应超出了传统的Si吸收极限.
- 在应力Si NM中通过缩短光学带隙展示了专属光子管理.
结论:
- 在Si NMs中的应变工程有效地减少了带隙,将光学吸收扩展到NIR范围.
- 曲的Si NM结构为先进的光子和光电子设备提供了可行的平台.
- 这种方法增强了基于Si的传感器技术,用于需要扩展光谱灵敏度的应用.
