在使用非立体测量HfO_x薄氧化物层获得的石墨烯/异联光探测器中,暗电流减少和性能改进

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 石墨烯/异质连接光探测器由于表面状态和低接口屏障高度而表现出高的暗电流,限制了其性能.
• 这种高暗电流阻碍了这些设备的应用,特别是用于检测弱光信号.

研究的目的:

• 为了减轻石墨烯/异质连接光探测器中的高暗电流.
• 通过引入一个接口层来提高光检测器的性能.
• 探索HfO_x作为光电子设备接口层的潜力.

主要方法:

• 使用磁铁喷射制造一个带有HfO_x接口层的石墨烯/异质连接光探测器.
• 在各种偏差电压和照明条件下,光电探测器性能的描述.
• 在电荷载体运输上的HfO_x层中氧气空缺的作用的分析.

主要成果:

• 在2V的偏差电压下,通过HfO_x接口层实现了黑暗电流的六倍减少.
• 光探测器在460nm照明下表现出高响应率 (0.228A/W) 和探测能力 (1.15 × 10¹¹ cmHz^1/2 W^-1) 的情况.
• 由于HfO_x层中存在氧气空缺,观察到光电流的2.03倍增加和76.5%的外部量子效率,这表明出色的弱光检测和改进的电荷载体传输.

结论:

• HfO_x接口层有效地抑制暗电流,并增强石墨烯/光探测器中的光电流.
• HfO_x膜是开发高性能光探测器的有希望的接口材料.
• 这种方法为提高太阳能电池光伏转换效率提供了一个新的策略.