研究高响应性Si/Ge-APD在可见-近红外宽光谱与光吸收增强纳米结构的研究
Guangtong Guo1,2,3,4, Weishuai Chen1,2,3,4, Kaifeng Zheng1,3,4
1Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 26, 2025
概括
这项研究引入了一种新的Si/Ge雪崩光二极管,具有用于增强光吸收的纳米结构. 优化的设计实现了广泛的光谱响应,这对于先进的光电子应用至关重要.
科学领域:
- 光电子和半导体设备
- 材料科学和纳米技术材料科学和纳米技术
背景情况:
- 广谱响应和高响应性是光电学中的光探测器的关键.
- 基于- (Si/Ge) 的雪崩光二极管 (APD) 是必不可少的组件.
研究的目的:
- 提出和研究一个Si/Ge雪崩光二极管与纳米结构,以增强光吸收和宽光谱响应.
- 优化设备的表轴结构和纳米结构,以提高性能.
主要方法:
- 一个Si/Ge雪崩光二极管的制造,其中包含了表面光子捕捉纳米孔.
- 整合SiO2反射格子纳米结构以增强光吸收.
- 优化表轴结构和纳米结构设计的优化.
主要成果:
- 实现了从0.4到1.6μm的广泛光谱响应度.
- 平均光吸收率从0.64到0.84 (0.4-1.1微米) 和0.31到0.56 (1.1-1.6微米) 增加.
- 在1.31 μm时达到17.24 A/W的高响应率,在0.95 Vbr-apd时在1.55 μm时达到17.6 A/W.
结论:
- 拟议的纳米结构Si/Ge雪崩光二极管显示了宽带可见近红外探测的巨大潜力.
- 光子捕捉纳米孔和反射网格的集成有效地提高了光吸收.
- 这项研究为设计高性能光电探测器提供了宝贵的见解.
