单立体PbSe/Ge/Si异质形结构,用于未冷却的双频带红外探测

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电学是指光电子产品.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 开发未冷却的双频段 (近红外/中波红外) 探测器是具有挑战性的,原因是对异质表皮质生长和材料属性控制的局限性.
• 这种探测器对于量子通信和热分析等应用至关重要.

研究的目的:

• 为了展示一种新的PbSe/Ge/Si异构结构,用于NIR-MIR双频段检测.
• 克服对先进探测器应用的异质生长的挑战.

主要方法:

• 使用基板表面化技术创建了PbSe/Ge/Si异构结构.
• 进行了激光照明测试,以测量在NIR和MIR波长下对室温的响应.
• 进行黑体测试以确定特定红外波长的峰值检测度 (D*).

主要成果:

• 在2700nm (NIR) 达到0.43A·W−1的室温响应,在1550nm (NIR) 达到0.7A·W−1.
• 测量到的峰值检测度为4.2 × 109 cm·Hz1/2·W−1 在3.7 μm (MIR) 和3.5 × 109 cm·Hz1/2·W−1 在1.2 μm (NIR).
• 理论优化表明,一个背靠背的n-i-p-i-n架构可以显著提高D*.

结论:

• 展示的PbSe/Ge/Si异构结构为NIR和MIR检测提供室温双频带灵敏度.
• 这项工作是迈向用于现场部署量子通信和便携式热分析的紧多光谱系统的重要一步.
• 进一步优化可能会导致检测器性能大幅提高.