一个单体集成的近红外成像仪,采用结晶和氧化调节的锡矿
Zhichun Yang1,2, Jingjing Liu3,4, Haotian Bao3,4
1State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University, 030006, Taiyuan, China. yangzhichun@sxu.edu.cn.
Light, science & applications
|September 4, 2025
概括
硫化物 (DPSO) 稳定了锡矿,克服了先进的近红外光探测器和成像器的结晶和氧化挑战. 这一突破使得高性能成像能够提高稳定性和速度.
科学领域:
- 材料科学
- 光电子产品
- 纳米技术
背景情况:
- 锡- (Sn-Pb) 矿由于快速结晶和Sn2+氧化而面临稳定性挑战,阻碍其在近红外 (NIR) 应用中使用.
- 高性能NIR光探测器和成像仪需要具有出色稳定性,低缺陷密度和高效电荷传输的材料.
- 现有的矿配方难以满足对NIR光谱的敏感和快速检测的苛刻要求.
研究的目的:
- 通过引入稳定分子来解决Sn-Pb矿的不稳定问题.
- 为了提高Sn-Pb基光探测器和NIR应用的成像器的性能.
- 研究二硫化物 (DPSO) 对矿薄膜形态,缺陷密度和载体动态的影响.
主要方法:
- 将二硫化物 (DPSO) 加入到矿前体墨水中.
- 使用修改过的矿薄膜制造自动供电的光探测器和NIR成像仪.
- 膜形态,缺陷密度,载体扩散长度和设备性能指标 (响应性,检测性,带宽,动态范围,响应时间) 的表征.
主要成果:
- DPSO的添加导致了密集的矿薄膜,缺陷密度降低,载体扩散时间延长.
- 在NIR区域,自动供电的光探测器表现出广泛的光谱响应 (300-1100 nm),低暗电流 (4.7 × 10-8 mA cm-2) 和高探测能力 (1.20 × 1012 Jones).
- 实现了11.4MHz的-3dB带宽,174dB的线性动态范围,以及超快的响应时间 (14.2/17.1秒).
- 一个64 × 64 NIR成像仪显示空间分辨率为1.32 lp mm-1.
结论:
- 硫酸二 (DPSO) 有效地稳定了Sn-Pb矿的结晶和氧化.
- 稳定矿使得高性能,自动供电的NIR光探测器具有卓越的检测能力和速度.
- 开发的技术适用于制造具有高空间分辨率的先进NIR成像仪.
