二维层状材料异质结光电探测器研究进展（特邀）

自石墨烯时代以来,具有独特物理、化学和光电特性的二维层状材料(Two-Dimensional Layered Materials,2DLMs)得到了国内外科研人员的广泛关注。2DLMs因其种类的多样化与带隙的层数依赖性,光谱响应范围覆盖了紫外到红外辐射的极宽波段,具有应用于新一代光电探测器件的潜力。此外,2DLMs不受晶格匹配的限制,能以范德瓦尔斯力(Van der Waals,vdWs)与其他维度材料如体材料、纳米线和量子点等结合,制备得到性能独特且优异的复合结构器件。文中概述了几种应用在光电探测器领域的新型2DLMs异质结光电探测器的研究进展,主要包括基于二硒化钨(WSe₂)、黑砷磷(AsP)、三硫化铌(NbS₃)、二硒化钯(PbSe₂)等异质结光电探测器,这些异质结光电探测器在异质结器件结构设计与新型二维半导体工艺技术应用方面做出了创新,在器件增益、结整流比、响应速度与波长探测范围等多个重要器件性能方面获得了突破性的研究成果。同时,文中还简要分析了这类器件研究当前所面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。     

二维材料在红外探测器中的应用最新进展（特邀）

二维材料,具有原子厚度,以其独特的物理、化学性质,吸引了广大研究人员的关注,成为了众多研究领域（如物理、材料、电子、光电子和化学等）的明星材料。因二维材料具有较高的载流子迁移率、强的光-物质相互作用、电/光学性质各向异性等,使其在光电子领域具有光明的应用前景。其中,窄带隙二维材料,如黑磷、黑磷砷等,在红外光电探测器中表现出巨大的应用潜力,成为了红外探测领域的新宠。文中将对二维材料在红外探测器中的应用,特别是光子型光电探测器的最新进展进行介绍。首先对二维材料的背景进行介绍;然后介绍表征光电探测器的关键参数;接着介绍二维材料在红外探测器中的最新进展,分别展示了单二维材料红外探测器、异质结红外探测器和光波导红外探测器方面的进展;最后对二维材料在红外探测器中的应用进行展望。     

二维材料光电探测器及光场增强的研究进展

随着现有社会的不断发展,对光电探测器的需求不断提高,但现有传统材料探测器的发展已进入瓶颈期,亟需新材料的出现,使光电探测器得到进一步的发展.石墨烯等新型二维材料相比于传统材料,具有可做成原子级尺寸、能带可调、具有柔韧性等突出优点.可满足当今社会对光电探测器性能,尺寸等方面更高需求.因此二维材料光电探测器被广泛研究,取得...     

基于二维半导体材料光电器件的研究进展

近年来,二维半导体材料因其独特的晶体结构和优良的电子、光电特性吸引了众多科研人员的关注。利用这些材料作为有源沟道,制备出了许多新颖的器件结构,性能较传统器件有很大的提升。在各种器件应用中,基于二维材料的光电探测器由于能够实现红外及太赫兹波段的光探测,得到了最为广泛的研究。综述了近年来二维材料在光电器件领域的应用,介绍了光电探测器的主要参数,从电极制备、异质结构筑、量子点和分子掺杂、表面等离激元耦合以及界面屏蔽5方面介绍了目前在二维材料中调控光电性能的方法,对已有方法进行了总结,并且对未来的发展进行了讨论。     

基于SnS2/InSe异质结的高性能宽带光电探测器(英文)

我们报道了一种基于SnS₂/InSe垂直异质结的宽带光电探测器,其光谱范围为365-965 nm。其中,InSe作为光吸收层,有效扩展了光谱范围,SnS₂作为传输层,与InSe形成异质结,促进了电子-空穴对的分离,增强了光响应。该光电探测器在365 nm下具有813 A/W的响应度。并且,在965nm光照下它仍然具有371 A/W的高响应度,1.3×10⁵%的外量子效率,3.17×10¹² Jones的比探测率,以及27 ms的响应时间。该研究为高响应宽带光电探测器提供了一种新的方法。     

电场及力场增强二维材料光电探测器的研究进展北大核心CSCD

二维材料光电探测器作为新型光电探测器,具有带隙可调、易于制备柔性器件等诸多优点。进一步丰富了光电探测器的应用前景。与此同时,二维材料光电探测器也需要一定程度的优化,例如解决二硫化钼难以实现双极性调控的问题。本文着重介绍科研人员通过利用离子导体,铁电材料,局域栅等电场方式以及施加应力的力场方式对二维材料光电探测器进行增强。从而解决二维材材制备的探测器存在的一些问题,并分析现有研究的不足之处,并对其未来发展进行展望。为相关研究人员提供一定程度的参考。     

二维层状材料异质结光电探测器研究进展

过渡金属硫族化合物及其范德华异质结在光电探测方面具有重要的应用前景。近年来,基于光电导效应、光诱导栅控效应、光伏效应、光-热电效应等机理的器件被提出并广泛研究。其中,基于光诱导栅控效应的过渡金属硫族化合物平面型光电器件因其与晶体管相近的器件结构、工艺兼容性以及较高的光电探测响应率而备受关注,然而往往存在响应速度慢、不施加栅压时暗电流大等缺点,制约了器件性能的进一步提升。因此,针对过渡金属硫族化合物光诱导栅控型光电器件,如何提高其响应速度、降低暗电流成为亟需解决的重要问题。该研究通过实验构建石墨烯/MoS₂/h-BN/石墨烯垂直异质结构,在传统石墨烯/MoS₂异质结中插入宽禁带h-BN势垒层以抑制器件暗电流,同时利用光照条件下光生载流子的FN隧穿效应提升器件的光电响应速度。该研究成功实现了皮安量级的暗电流以及相对较快的光电探测响应速度（响应时间约为0.3 s）,相比于传统石墨烯/MoS₂异质结器件（响应时间约为20 s）有近两个数量级的提升,同时验证了基于FN隧穿效应的范德华垂直异质结构对于增强光电探测性能的积极作用。     

极坐标二维位敏光电探测器的设计

设计了一种极坐标二维位敏光电探测器,它采用一维位敏光电探测器测量原理测量光点的二维参数,经处理后得到光点的二维极坐标.该器件采用一种特殊的平面曲线形式的光敏面结构,可以广泛地应用于军事及民用领域中.     

低维半导体/钙钛矿异质结构光电探测器的研究进展

光电探测器能将光辐照转换为电信号,是光电系统中接收端的核心部件,在国民经济、警用装备以及诸多军事领域都有着重要的应用。基于传统材料的光电探测器面临性能不够优越、单个探测器检测范围窄等问题。近年来,低维半导体和钙钛矿材料在光电探测器领域引起研究人员的广泛关注。相较单一材料,基于低维半导体/钙钛矿异质结构的光电探测器在光响应度、外量子效率、探测率以及响应时间上都有着更为优越的性能,逐渐成为研究热点。简述了光电探测器的基本性质以及钙钛矿材料常见的制备方法,进一步介绍了国内外关于低维半导体/钙钛矿异质结构光电探测器的主要研究进展,探讨了目前优化性能的主要措施,最后对发展前景进行了展望,并提出了相关建议。     

光通信波段超高速PIN光电探测器的新进展

对自20世纪90年代以来在InGaAs PIN超高速光电探测器的研究上所取得的进展进行了综述,介绍了传统型的面入射光电探测器、波导型光电探测器、渐变耦合型光电探测器、小平面折射型光电探测器、反射型光电探测器和单极型光电探测器等的新进展,同时也介绍了超高速光电探测器封装结构。探讨了超高速光电探测器的发展趋势。     

低维半导体异质结构光电探测材料及器件验证

面向国家"战略性先进电子材料"的发展目标,以国家重大战略需求,如全球气候观测、农林普查、国土资源探测、环境监测、深空探测和天文观测等领域的技术发展中面临的光探测器瓶颈问题为突破口,瞄准半导体材料及其光探测器正在朝全光谱覆盖、大面阵、高灵敏等方向快速发展的国际态势,开展低维半导体异质结构材料与光电器件研究,发展该体系材料人工设计精细调控的关键技术,推动多波段多种类型的光电探测器技术进步,促进我国经济、社会、国家安全及科学技术的发展.     

用于光通信的新型光电探测器

章对光纤通信系统接收部分中的光电探测器做一个综合的分析与展望。分析了传统PIN光电探测器性能的局限,对几种新型光电探测器(RCE-PD;WGPD;RFPD;SL-APD;MSM;UTC-PD)的工作原理及特点作了简要论述,并报道了各自的最新研究进展和成果。     

快速响应的垂直结构二维钙钛矿光电探测器

制备基于二维钙钛矿(PEA)₂(MA)₄Pb₅I₁₆[PEA为C₆H₅(CH₂)NH₃, MA为CH₃NH₃]的垂直结构光电探测器,当二维钙钛矿薄膜厚度为280 nm时,器件的亮电流最大,500 nm处外量子效率达到90%,响应率达到0.37 A/W,探测率达到3.4×10¹² Jones(1 Jones=1 cm·Hz^1/2/W)。当二维钙钛矿薄膜厚度减小时,器件的响应时间没有持续减小,而在其厚度为80 nm时器件的响应时间最短,这是受载流子渡越时间和钙钛矿薄膜质量双重影响下的结果。在二维钙钛矿薄膜厚度为80 nm的基础上,通过减小器件的有效面积,其最终实现了113 ns的响应时间。本工作对推动低成本快速响应光电探测器的发展有着重要意义。     

国内外光通信用光电探测器新进展

光电探测器是光通信中接收光信号的核心器件。目前．光通信正在向高速、大容量、宽带、长距、低成本方向迅速发展．也推动了光电探测器的快速迅猛发展。自进入新世纪以来．国内外光电探测器技术已取得许多新进展．从可见光到近红外波段的普通器件已十分成熟。     

光通信波段二维光子晶体的研制

通过数值模拟方法设计微米和亚微米尺寸的光子晶体及其器件；在物理所微加工条件上在多种材料上制备二维可见光和近红外波段的光子晶体、微腔、波导及光子晶体波分复用器等；然后在我们已经建成的微区光学测试装置上完成对所制备光子晶体及器件的特性测试；结合实验研究光子晶体器件理论，优化设计，进一步研制出性能更好的光子晶体     

光电探测器材料与器件

一、用于高速应用的光电探测器 1.用于光信息处理的光电子元部件(特邀论文)(M.R.Taghizaden,英国Heriot-Watt大学) 2.高速视频存储器中的光纤时钟分钟分布(P.B.Kosel等,美国辛辛那提大学) 3.用于10Gbit/s数据通信的GaAs PIN光电探测器(L.Dillner等,瑞典Zarlink半导体AB公司) 4.用一种扩散结制备的新颖锗光电探测器(C.B.Morrison等,美国Spectrolab公司)     

铁电局域场增强低维材料光电探测器研究进展（特邀）

光电探测器在通讯、环境、健康和国防等日常生活及国家安全等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。     

金属氧化物异质结光电探测器研究进展

金属氧化物（metal oxide,MO）因其具有易于制备、高稳定性、对载流子的选择性传输等优点,被广泛应用于光电探测领域。MO材料具有较强的光吸收,但表面效应和缺陷态等问题导致了MO光电探测器响应速度低和暗电流较大的问题。异质结中的内建电场可以有效促进光生电子-空穴对的分离,从而提升器件响应速度和降低器件暗电流。因此,构建金属氧化物异质结光电探测器（heterojunction photodetectors,HPDs）,对于MO在光电子领域的进一步应用具有重要的意义。本文先介绍了MO的界面性质,然后围绕PN、PIN和同型异质结3种结构,对金属氧化物HPDs的工作机制进行了阐述。接着对响应波段在紫外-可见-近红外光区的、具有不同结构的MO/MO和MO/Si HPDs的性能参数进行了分析和比较,并讨论了金属氧化物HPDs的性能优化方法,最后对金属氧化物HPDs的发展进行了展望。     

近红外波段Ge光电探测器的研究进展

随着光通信技术的发展,如何制备能与Si基电路单片集成的响应波长在1.3和1.55 μm的高性能光电探测器成为研究热点.总结了SiGe组分变化的缓冲层技术、低温缓冲层技术以及选区外延这三种主流的Ge材料外延技术,介绍了pin结构、金属-半导体-金属(MSM)结构、雪崩光电二极管(APD)结构以及pin结构和MSM结构与光波导集成这四种不同结构的Ge光电探测器,并从这些不同结构的器件制备技术方面阐述了近红外波段Ge光电探测器的研究进展及其应用.