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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 一种简便的喷雾热解法制备Sm掺杂CdS薄膜用于高性能光电探测器应用

    摘要： 基于硫化镉（CdS）实现高性能光电探测器是当前研究的关键领域与挑战。本研究展示了新型钐掺杂（1、3和5 wt.% Sm）CdS薄膜用于光电探测器的简易制备与表征方法。所制薄膜具有良好的结晶性，晶粒尺寸介于18-30纳米之间。通过扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱（SEM/EDX）证实了钐掺杂薄膜的形貌均匀性。场发射扫描电镜研究表明形成了低维纳米晶粒且薄膜无孔隙裂纹。研究阐明了钐掺杂对薄膜线性与非线性光学特性的影响：掺杂导致折射率、带隙宽度及磁化率等光学参数降低。纯CdS光致发光（PL）谱中536纳米处的发射峰经钐掺杂后发生偏移并猝灭。针对532纳米激光光源，研究发现1 wt.% Sm:CdS薄膜光电探测器性能显著优于纯CdS（响应度1.01 AW?1 vs 0.213 AW?1，探测率2.21×1012琼斯 vs 7.43×1011琼斯，光电灵敏度约4.9×103 vs 2.0×103，外量子效率257% vs 49.70%），为光电探测器应用提供了更简便的高质量CdS薄膜制备途径。

    关键词： 光致发光、结构特性、硫化镉、光学特性、光电探测器、钐掺杂、薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纳米尺度电荷传输与局域表面电势分布探测银掺杂Cu2ZnSnS4吸收层中的缺陷钝化

    摘要： 丰度高但开路电压（VOC）严重不足的地球富集型Cu2ZnSnS4（CZTS）材料性能受限，这主要源于CuZn反位缺陷的易形成性。因此，抑制CuZn缺陷对CZTS基太阳能电池的进一步发展至关重要。我们系统研究了CZTS薄膜中银掺杂量的递增效应，并采用开尔文探针力显微镜（KPFM）和电流传感原子力显微镜（CAFM）探测纳米尺度电学特性以分析CuZn缺陷。晶体学分析证实大尺寸Ag+离子成功部分取代了Cu+离子。随着银掺杂进行，晶界电位从66.50±5.44 mV显著降至13.50±2.61 mV，表明CuZn缺陷大幅减少。CAFM测量进一步证实银掺杂使CZTS层中少数载流子电流及其局域迁移率显著提升。最终，银掺杂CZTS光电探测器表现出更低的持续光电导（PPC）和光生载流子快速衰减响应，再次验证了我们的结论。本研究通过调控银含量来控制有害CuZn缺陷的新方法，可为研发新一代高性能CZTS基太阳能电池提供指导。

    关键词： 纳米级表面电位与电流、CZTS太阳能电池、银掺杂CZTS、缺陷、光电探测器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光学和红外波段过渡边缘传感器的整体噪声分析

    摘要： 过渡边缘传感器（TES）是可见光和红外波段最具前景的单光子探测器件。特别是响应时间仅数百纳秒且具有高量子效率的超快TES，在量子光学、量子计量学和量子信息等领域具有重要应用。本研究主要目标是测量TES在可见光及红外波段工作时噪声对其性能的影响——因为TES性能既取决于传感器参数，也与噪声水平相关。我们通过实验计算单量子接口器件各?？榧癟ES产生的噪声来进行噪声分析。数值分析表明：在TES器件的低温稳态偏置条件下，系统整体噪声符合上述估算值。

    关键词： 光电探测器、单量子干涉器件、运算放大器增益、储能电路

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过喷墨打印氧化锌纳米颗粒/石墨烯杂化材料构建纳米至微米多孔网络用于紫外光电探测器

    摘要： 过去十年间，喷墨打印光电探测器备受关注。然而若未经退火、紫外曝光等后处理工艺，器件性能将受到限制。此外，由于低粘度墨液配方的选择有限，通过喷墨打印机调控打印薄膜的表面形貌存在困难。本研究采用通过调节共溶剂蒸汽压与表面张力来控制喷墨打印薄膜形貌的创新理念，在柔性基底上制备出高性能氧化锌基光电探测器。研究发现不同共溶剂体系的溶剂沸点会影响薄膜形貌，进而导致光响应时间和光电探测率产生显著差异：采用低沸点溶剂打印的氧化锌光电探测器因碳残留少而呈现快速光响应特性，高沸点溶剂体系则因形成多孔结构而具有更高光电探测率。这种多孔结构通过气液表面张力差与固液表面张力差共同形成，其孔隙尺寸可根据两种溶剂或两种纳米材料的配比调控，范围从纳米级至微米级。此外，石墨烯的导电特性增强了光生载流子的传输行为，在无需使用高沸点溶剂的情况下，实现了兼具高光电响应度（7.5×102 AW?1）与快速光响应（0.18秒）的高性能光电探测器。

    关键词： 喷墨打印、光电探测器、氧化锌纳米粒子（NP）、柔性器件、微孔

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于二维CdSe纳米片电荷转移过程的高性能光电探测器混合纳米结构

    摘要： 二维(2D)半导体胶体纳米片(NPLs)因其优异的光学特性展现出作为光捕获材料的巨大潜力。本研究通过调控电荷转移过程，设计了不同厚度CdSe纳米片与吩噻嗪(PTZ)的杂化纳米结构，制备出高性能光电探测器。PTZ存在时CdSe NPLs荧光显著猝灭及平均衰减时间缩短揭示了电荷转移过程。瞬态吸收(TA)光谱分析表明，CdSe NPLs单层(ML)厚度变化会调控热载流子冷却动力学。此外，PTZ存在下CdSe NPLs的激子复合减缓证实了高效的电荷分离。在1.5V偏压下，优化的CdSe NPLs-PTZ杂化体系光电流较纯3ML CdSe NPLs显著增强（~4.7×103倍光电暗电流比，纯样品约10倍）。该优化杂化体系测得的外量子效率约40%，最高比探测率4×1011 Jones，响应时间107毫秒，响应值达160 mA/W。这些高效参数明确表明CdSe NPLs-PTZ杂化系统是超灵敏光电探测器的理想替代方案。

    关键词： 二维胶体纳米片、光电探测器、空穴转移、杂化材料、光电流

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于光电探测器的化学气相沉积全无机CsPbI?Br钙钛矿纳米纤维

    摘要： 化学气相沉积法可制备形貌可控、光电性能可调的钙钛矿薄膜。本工作采用化学气相沉积法在400°C-700°C温度区间制备了CsPbI2Br薄膜。由于较高温度为成核扩展提供了更大驱动力，钙钛矿薄膜的晶粒尺寸随沉积温度升高而增大。600°C沉积的CsPbI2Br薄膜呈现具有多晶特性并伴随局部单晶结构的纳米纤维形貌。通过稳态与瞬态荧光测试探究了钙钛矿薄膜的载流子复合过程?；?00°C沉积CsPbI2Br薄膜的光电探测器展现出优异的光电响应与开关比特性，这归因于低缺陷密度及沿一维纤维通道的快速电荷传输。

    关键词： 光电探测器，钙钛矿，化学气相沉积，纳米纤维

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于液相剥离硒化铟的高灵敏度光电探测器

    摘要： IIIA-VIA族层状半导体因其原子级薄的结构以及厚度依赖的光电特性（这些特性可实现超快响应和高灵敏度）在（光）电应用中备受关注。特别是二维硒化铟（InSe）凭借其高本征迁移率（>102 cm2 V?1 s?1）及适合可见光与近红外光探测的能带直接跃迁特性，已成为实现薄膜场效应晶体管和光电晶体管的有力候选材料。大规模（光）电应用开发的关键在于低成本、适合工业化生产的二维材料制备工艺（如液相剥离法）与高通量器件制造技术的结合。本研究通过异丙醇剥离β相硒化铟（β-InSe），并制备出基于喷墨涂布InSe的光电探测器，在可见光范围内展现出高响应度（蓝光455 nm激发下最大值达274 A W?1）和快速响应时间（15毫秒）。器件呈现栅压调控的n沟道晶体管导电特性。该研究表明液相剥离β-InSe是印刷高性能光电探测器的有效材料，这对发展工业化规模的二维材料光电器件至关重要。

    关键词： 光电探测器、二维半导体、硒化铟、场效应晶体管、液相剥离、喷涂法、溶液加工

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 厚度调制面内Bi<sub>2</sub>O<sub>2</sub>Se同质结用于超快高性能光电探测器

    摘要： Bi2O2Se薄膜凭借其优异的电学和光电特性，有望成为下一代电子和光电子应用的候选材料之一。然而，基于Bi2O2Se薄膜的器件性能在光探测领域尚未得到充分探索?？悸堑紹i2O2Se的电学特性（如载流子迁移率、功函数和能带结构）具有厚度依赖性，研究人员通过化学气相沉积法在云母基底台阶上成功合成了由不同厚度层组成的面内Bi2O2Se同质结——这些台阶形成于云母表层剥离过程。该方法沿Bi2O2Se同质结构建了有效内建电场。所制备的Bi2O2Se面内同质结展现出二极管整流特性（开关比达10^2），基于此的光电探测器具有高灵敏度和超快响应特性（最大光电响应度为2.5A/W，响应寿命4.8μs）。与均匀Bi2O2Se薄膜相比，面内同质结的光电转换效率显著提升。

    关键词： 厚度调制、面内同质结、光电探测器、Bi2O2Se

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用溶液法制备三阳离子铅卤钙钛矿快速响应自供电光电探测器

    摘要： 自供电光电探测器（PD）适用于智能系统、图像传感和光通信领域。本研究报道了一种基于三阳离子卤化铅钙钛矿（TCLP）的自供电光电探测器。我们揭示了溴浓度对TCLP薄膜光学和结构特性的影响。此外，环境稳定性测试表明，含10%溴的TCLP材料在暴露于空气环境中仍能保持128天的稳定性。利用该材料制备的自供电钙钛矿光电探测器展现出优异性能：响应度达0.52 A W?1，探测率达8.8×1012 Jones，开关比达7.3×105，上升/衰减时间分别仅为19微秒和21微秒。本研究为薄膜制备工艺如何影响低成本、高稳定性、高性能自供电光电探测器的构建提供了重要见解，该类器件可应用于结构健康监测、成像、光通信及生物医学传感等领域。

    关键词： 表面覆盖率，钙钛矿，自供电，光电探测器，三阳离子

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于金纳米结构的大面积宽带高响应度等离子体增强型p型硅上二硫化钼多层光电探测器

    摘要： 报道了一种基于沉积在p型硅（Si）衬底上的多层（ML）二硫化钼（MoS2）的高响应度、大面积等离激元增强纳米结构光电探测器。采用改进的膜过滤法将大面积ML-MoS2沉积于硅光电探测器（PD）上。该大面积ML-MoS2与p-Si上的金纳米球（Au NSs）形成类腔体结构，显著延长了入射光程。光捕获效应导致的入射光程增加极大促进了电子-空穴对的产生。该硅基等离激元增强ML-MoS2光电探测器实现了高达37 A W?1的稳定可重复光响应，在405-780 nm宽波长范围（调制频率1 kHz）下探测度约为1012琼斯。与裸p-Si PD相比，在5V偏压下，405 nm、650 nm和780 nm入射波长处的光响应度分别提升了8倍、5.3倍和11倍。实验还表明，该等离激元增强ML-MoS2硅基PD具有快速光响应特性（上升时间约1 μs，下降时间约18 μs），远优于典型过渡金属二硫化物PD或单层MoS2基PD。这些优异性能表明，等离激元增强MoS2结构在硅光伏、可见光波段光电探测及可见光生物/化学传感应用中极具潜力。

    关键词： 光捕获、光电探测器、光学表面波、纳米结构材料

    更新于2025-09-23 15:19:57