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基于量子点的中红外光电探测器，通过混合金属-介质光学天线增强性能
摘要： 表面等离子体波和瑞利异常是周期性亚波长光栅结构所呈现的特征光学现象。本文提出一种混合金属-介质超表面结构，用于提升吸收层厚度受限的Ge/Si量子点红外探测器（QDIPs）的光电响应性能。该复合超表面由规则排列的硅柱阵列构成，这些硅柱穿透探测器顶部穿孔金膜上的亚波长孔洞。研究表明，通过结合介质组件与等离激元金属组件的协同效应，相比单独使用全介质光栅或金属光栅的情况，QDIP的光电响应可获得显著增强。实验观察到，相较于采用二维金属孔阵列的常规等离激元设计方案，该混合超表面器件实现了约4倍的光电响应提升。与裸露QDIP相比，混合探测器在4.4微米波长处的峰值响应度提高了15倍。这种灵敏度的增强源于表面等离子体共振与瑞利异常相关衍射效应的耦合效应。
关键词： 红外光电探测、量子点、表面等离激元、增强效应、近场
更新于2025-09-23 15:21:01
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等离子体诱导热电子转移实现近红外快速光电转换
摘要： 界面电荷转移是光电转换中一个基础且关键的过程。若电荷转移速度不足，载流子收集会与冷却、捕获和复合等竞争性弛豫路径相互制约，这些过程会显著影响光电转换的速度和效率。本研究阐明，等离子体激元诱导的氧化亚钨向石墨烯的热电子转移（HET）是一个足够快速的过程，可有效抑制载流子冷却与捕获。基于该机制构建的近红外探测器响应速度比常规带边电子转移器件快三个数量级，且能突破氧化亚钨约2.8电子伏特带隙的光谱限制，将光响应范围拓展至1550纳米（约0.8电子伏特）通信波段。这些结果表明，等离子体激元诱导的HET为实现高效高速光电器件提供了新策略。
关键词： 局域表面等离子体共振、红外光电探测、光电转换、热电子转移、石墨烯
更新于2025-09-11 14:15:04