研究目的
研究近红外范围内(特别是通信波长1550 nm附近)与热电子器件耦合的Tamm等离子体结构在波长选择性光电探测方面的能力。
研究成果
该研究成功展示了一种基于Tamm等离激元结构的波长选择性热电子光电探测器,在1581纳米波长处实现了8.26纳安/毫瓦的最大光响应。该光电探测器具有尖锐的波长选择性,在52纳米波长范围内光响应下降超过80%。这项工作为通信应用中实现高性能、免光刻的光电探测器提供了实用方法。
研究不足
该研究仅限于通信波长1550纳米附近的近红外范围。通过优化氧化锌层厚度,光响应性能有望得到提升。实验装置需要分别使用不同样品进行光学特性表征和光电流测量,这可能导致数据差异。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计并制备了基于分布式布拉格反射镜(DBR)的金属-半导体-氧化铟锡(M-S-ITO)结构TP耦合热电子光电探测器。该设计利用Tamm等离激元的局域光特性实现波长选择性光电探测。
2:样品选择与数据来源:
样品采用射频磁控溅射法在熔融石英基底上制备。光学性能通过傅里叶变换红外光谱仪测量,电学性能通过可调谐激光光源测试。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于薄膜沉积的射频磁控溅射系统、用于反射率测量的傅里叶变换红外光谱仪及用于光电流测量的可调谐激光光源。材料包含锗(Ge)、二氧化硅(SiO2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、钛(Ti)和金(Au)薄膜。
4:2)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、钛(Ti)和金(Au)薄膜。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:制备过程依次在石英基底上沉积DBR层和M-S-ITO层。通过反射光谱表征光学特性,采用单色光照射下的光电流测量评估光电响应。
5:数据分析方法:
采用严格耦合波分析法解析光学行为,并将光电响应与吸收谱关联以验证波长选择性探测特性。
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