降低氧化亚铜/金肖特基光电探测器的暗电流以实现高信噪比成像

摘要： 光电探测器（PDs）作为图像传感器因其优异的光电灵敏度被广泛应用于成像系统。通过降低PDs的暗电流可实现成像质量（信噪比，SNR）的提升。传统方法中，界面工程能有效抑制PDs的暗电流，但这些技术因工艺复杂难以应用于实际成像系统。本研究提出一种简易方法来降低Cu2O/Au肖特基PDs的暗电流，并进一步验证了其在高信噪比成像系统中的应用。施加-120微伏的小偏压后，PDs暗电流从27纳安降至0.6纳安，开关比提升达4023%。此外，我们基于非对称内电场下丰富陷阱态与热激发产生的自由载流子模型阐释了该现象。最终获得信噪比达48分贝的高分辨率图像，接近商用硅CCD和CMOS水平。本成果为降低暗电流、提升成像质量提供了简便途径，同时表明Cu2O有望成为光学成像应用中的理想材料。