研究目的
研究氮化钛作为紧凑型波导集成光电探测器替代材料的应用，重点关注其CMOS兼容性、肖特基势垒高度及光电探测的光学特性。
研究成果
氮化钛因其与CMOS工艺兼容、具有最佳肖特基势垒高度以及优异的光学特性，被提议作为紧凑型波导集成光电探测器的理想材料。该材料的特性使其能够在电信波长下实现高信噪比的光电探测，并有望提高响应度及与现有技术的集成度。
研究不足
该研究侧重于理论分析和初步测量，尚未充分探究实际应用及大规模生产的可扩展性。性能比较仅限于金、钛和氮化钛电极。
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与CMOS兼容的氮化钛用于片上等离子体肖特基光电探测器
DOI：10.1021/acsomega.9b01705
期刊：ACS Omega
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
我们提出了一种基于氮化钛等离激元材料的波导集成等离激元肖特基光电探测器(PD)，其工作原理为内光发射过程。理论分析的结构采用非对称金属-半导体-金属波导构型，其中一个电极采用金，另一个电极则选用金、钛或氮化钛。我们首次测量到氮化钛在p型掺杂硅上的肖特基势垒高度为0.67 eV，该数值非常接近0.697 eV的最优值。这一势垒高度使得探测器在1550 nm波长工作时能实现高信噪比的光电探测。除具有该类探测器所需的高吸收损耗和适当大的介电常数实部等光学特性外，氮化钛还易于与现有互补金属氧化物半导体技术集成。相比钛材料，使用氮化钛可使光模在金属中的穿透深度更浅，从而提高热电子向相邻半导体传输的概率，进而增强探测器的响应度。
作者：
Jacek Gosciniak，Fatih B. Atar，Brian Corbett，Mahmoud Rasras
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