对于多波长光探测器设备的Femtosecond激光诱导超波长二维ZnO微结构

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:

• 氧化 (ZnO) 是一种半导体,具有有前途的光电子特性.
• 提高ZnO中的光吸收和光探测器性能对于设备应用至关重要.
• 基于激光的制造提供了对微观结构形成的精确控制.

研究的目的:

• 使用女性秒激光制造二维 (2D) 超波长晶体ZnO微结构.
• 为了研究这些微观结构对光吸收增强的影响.
• 为了评估使用这些微观结构的基于ZnO的光探测器的性能.

主要方法:

• 用单个紫外线 (UV) femtosecond激光束 (400 nm, 35 fs, 666 Hz) 辐射ZnO晶体.
• 大面积2D ZnO微结构的制造.
• 在紫外线和可见光谱区域的光学吸收的表征.
• 作为光探测器 (PD) 的 ZnO 微结构的性能测试.
• 拉曼光谱分析结构变化.

主要成果:

• 实现显著的吸收增强:在紫外线中达到90-99%,在可见光谱中达到75-80%.
• 吸收率分别在紫外线和可见区域是空白ZnO的1.16倍和12倍.
• 与空白ZnO相比,光探测器在375nm的性能提高了近四倍.
• ZnO微结构显示出高响应 (∼7.12 A/W 在532 nm) 和可接受的响应在660和808 nm,与空白ZnO不同.
• 拉曼分析证实激光处理后ZnO没有结构变化.

结论:

• 五秒激光诱导的2D ZnO微结构有效地增强了光吸收.
• 这些微观结构显著提高了光检测器的性能,特别是在响应方面.
• 增强的光电性能归因于ZnO微结构的强烈吸收特性.