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高响应度二维p型碘化铅/ n型二硫化钨垂直异质结光电探测器——光栅效应增强型
摘要： 二维（2D）垂直p-n异质结光电探测器是纳米尺度集成光电子学中的重要构建模块。然而，不理想的光电传感性能与复杂的制备工艺仍是当前挑战。本研究报道了基于气相生长的p-PbI2/n-WS2异质结构高性能垂直光电探测器的制备方法，其中WS2作为光栅调控沟道电流。得益于该异质结构中的光栅效应，光激发电子-空穴对的复合得到有效抑制，实现了高达5.57×102 A W?1的光响应度——这是迄今报道的气相生长垂直p-n异质结构中的最高值。此外，通过栅极电压偏置可高度调控光响应度，在施加-60V负栅压时更进一步提升至7.1×10? A W?1。PbI2/WS2异质结构优异的光电特性结合简便的合成方法，展现出开发高性能二维光电器件的巨大潜力。
关键词： 垂直p-n异质结构、光门控效应、气相沉积、光电探测器、二维材料
更新于2025-11-14 17:04:02
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石墨烯/石墨烯量子点光电晶体管的颜色敏感响应
摘要： 我们展示了由石墨烯三端器件（表面涂覆原子级精确的石墨烯量子点GQD）制成的全碳光电晶体管的制备与表征。化学合成的GQD作为光吸收材料，而底层化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯层充当电荷传输通道。我们研究了三种具有不同尺寸和边缘结构的GQD，它们在紫外-可见光范围内具有独特且特征性的光学吸收特性。当入射功率极低（<10^-12 W）时，光电响应度超过10^6 A/W，与最先进的敏化石墨烯光电探测器性能相当。更重要的是，光电响应由每种GQD的特定吸收光谱决定，在对应吸收峰值的波长处表现出最大响应度。总体而言，这种行为可归因于GQD对光的高效选择性吸收，随后电荷转移至石墨烯——这一机制被称为光门控效应。我们的结果表明，石墨烯/GQD器件可作为需要颜色敏感性的应用中极具价值的探测器。
关键词： 石墨烯、石墨烯量子点、光电晶体管、颜色敏感性、光门控效应
更新于2025-09-19 17:13:59
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非对称接触诱导的自供电二维In2S3光电探测器：实现高灵敏度与快速响应
摘要： 近年来，自供电光电探测器因其高灵敏度、快速响应、低功耗、高度集成化和无线操作等优势引发了广泛关注。迄今为止，大多数自供电光电探测器是通过构建异质结构或非对称电极材料接触来实现的，这些方法工艺复杂且生产成本高昂。本文首次通过采用器件架构中的几何不对称性实现自供电运行——将具有非对称接触的三角形非层状二维In2S3薄片与传统光栅效应相结合。重要的是，该器件在零偏压下实现了优异的光响应度（740 mA/W）、高探测率（1.56×101?琼斯）和快速响应时间（9/10毫秒）。此外，这种非对称In2S3/Si光电探测器展现出长期稳定性：即使经过1000次循环运行后，器件性能仍几乎无衰减。总之，上述结果为未来开发高性能、工艺简单且结构简单的自供电光电探测器开辟了新途径。
关键词： 高灵敏度、快速响应、非对称接触、自供电光电探测器、二维In2S3、光门控效应
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用锗凝聚法制备的高比探测率、低暗电流锗纳米线金属-半导体-金属光电探测器
摘要： 我们研究了具有高比探测率和低暗电流的锗纳米线（NW）金属-半导体-金属（MSM）光电探测器，其中通过三维（3D）锗凝聚技术制备了不同尺寸的锗纳米线。研究表明，当锗纳米线宽度从170纳米减小至35纳米时，光电流增益显著提升，从6.31×10?增至4.47×10?。对于宽度为35纳米的锗纳米线光电探测器，在0.51伏偏压下于560纳米波长处实现了5.1纳安的低暗电流和1.26×101? cm·Hz1/2·W?1的超高比探测率。研究提出：锗凝聚过程中形成的SiGeOx所提供的界面态作为电子陷阱产生光门控效应，从而使MSM光电探测器获得高光电流增益和高比探测率。这种完全兼容互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺且可扩展的制备方法，表明锗纳米线在低成本高性能近红外光电探测器领域具有重要应用潜力。
关键词： 增益、锗纳米线光电探测器、锗凝聚技术、光门控效应
更新于2025-09-12 10:27:22