纳米秒激光火加工的表面结构超化,用于高效的近红外探测
Li Cheng1, Xiang Lv1, Degong Ding1
1State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, School of Materials Science & Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310027, People's Republic of China.
Nanotechnology
|August 13, 2024
概括
纳米秒激光化 (NLA) 通过改善晶体结构和减少电荷载体重组来增强超化 (Si:Ti) 用于近红外检测. 这导致Si:Ti光探测器在1550nm处具有高响应性.
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:
- 超化使子带隙光子吸收成为可能,这对于先进的光学应用至关重要.
- 的表面结构是提高其光电子性能的关键.
- 超化 (Si:Ti) 显示了近红外 (NIR) 检测的潜力.
研究的目的:
- 研究普通热化 (OTA) 和纳秒激光化 (NLA) 对Si:Ti.Ti表面结构的影响.
- 为了优化Si:Ti,以实现高效的近红外光探测.
- 了解化Si:Ti.的性能提升背后的机制.
主要方法:
- 在Si:Ti.Ti上对OTA和NLA治疗的比较分析.
- 原子分辨率的STEM表征用于分析表面结构和结晶性.
- 在近红外照明下制造和测试Si:Ti光探测器.
主要成果:
- 无论是OTA还是NLA都改善了Si:Ti结晶性,NLA更有效地减少了无形表面阶段.
- 在表面,OTA形成了一个9R-Si相,创建了一个9R-Si/sc-Si接口.
- 经过NLA处理的Si:Ti光探测器 (2.6 J cm−2) 在1550 nm和1 V时达到151 mA W−1的响应能力.
结论:
- 通过改善结晶和最大限度地减少扩散,NLA显著提高了Si:Ti光探测器的性能.
- 表面结构超化对高性能红外探测具有前景.
- 优化的回火工艺对于为特定应用量身定制半导体特性至关重要.


