封闭增强的核心外雪崩光探测器
Zongwen Li1, Yunfei Xie1, Zishun Li2
1College of Integrated Circuits, State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
我们开发了一种新型的纳米线光探测器,使用石墨烯来增强近红外 (NIR) 光探测. 该设备克服了传统雪崩光探测器 (Si-APD) 的局限性,提高了电信应用的性能.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 基于的雪崩光探测器 (Si-APD) 对于CMOS兼容的光电子设备至关重要,但由于近红外 (NIR) 吸收和性能限制较弱而困难.
- 传统的Si-APD面临着诸如非均的雪崩触发,高倍数噪声和表面重组等挑战,阻碍了它们在新兴的NIR检测中使用.
研究的目的:
- 设计一种新型光电探测器,克服传统Si-APD的局限性,以提高NIR检测.
- 为了利用光子封闭和局部场增强,以改善在1550 nm的雪崩光检测.
主要方法:
- 使用垂直SiNW作为核心外纳米共振器制造SiO2被动化Si纳米线 (SiO2-SiNW) /石墨烯封闭增强光探测器.
- 在纳米结构中使用光子封闭来增强光吸收和在SiNW/石墨烯范德瓦尔斯 (vdW) 接口的局部场增强,用于雪崩光检测.
主要成果:
- 该设备表现出高响应率56.58A/W和雪崩增强率为2.64 × 10^4.4的高响应率.
- 性能归因于纳米共振器增强的光物质相互作用的协同效应,以及在封闭的雪崩状态下高效的载体繁殖.
结论:
- 开发的SiO2-SiNW/石墨烯光探测器为NIR检测挑战提供了一个有前途的解决方案.
- 这种介电工程纳米结构和VDW异构结构的集成平台,可以精确控制先进光电子系统的光子管理和载体传输.
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