波段对齐和半金属Bi4Se3/Si异构结构的高性能无偏向Vis-NIR光检测
Junye Li1, Peng Zhao1, Zhaowu Mi1
1School of Materials and Energy, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China.
Nano letters
|November 24, 2025
概括
基板上的半金属丝化物 (Bi4Se3) 薄膜能够在可见到近红外波长范围内进行高效,公正的光检测. 这种异构结构在先进的电子和光电子应用中显示出有前途的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 半导体设备 半导体设备
背景情况:
- 半金属对电子应用有兴趣,因为它们具有独特的物理性质.
- 带对齐和光检测对于开发新电子设备至关重要.
研究的目的:
- 为了研究Bi4Se3/Si异构结构的波段对齐.
- 探索这些异构结构在可见到近红外光谱中的无偏光探测能力.
主要方法:
- 面向 (001) 的 Bi4Se3 薄膜在 H-被动化 Si(111) 基板上的表轴生长.
- 描述Bi4Se3与n型和p型的接触特性.
- 对温度依赖的反向热电辐射进行分析,以确定肖特基屏障高度.
- 一个Bi4Se3/p-Si异构光二极管的制造和测试.
主要成果:
- 确定了Bi4Se3对n-和p-Si的欧姆和肖特基接触行为.
- 在Bi4Se3 / p-Si交叉点上的Schottky屏障高度被确定为0.37 eV.
- 光电极表现出快速,公正的宽带检测 (405-1064 nm) 与超低暗电流 (0.5 nA).
- 980nm的性能指标包括288 mA W-1的响应能力和3.28 × 10^8斯的检测能力,具有出色的稳定性.
结论:
- 在Bi4Se3/Si异构结构中,对光检测具有有利的波段对齐.
- 这些异构结构适用于具有高性能和稳定的无偏见可见至近红外光检测.


