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合肥研究院高性能紫外光探测器研究取得进展

发布时间 : 2020-02-27 10:43    点击量:

新近,中科院戈亚尼亚物质调研院固体物理商讨所商讨员卫仲卿海课题组在高质量紫外光探测薄膜器件方面中拿走进展,相关结果刊登在ACS Applied Materials Interfaces上,并提请国家发明专利2件。 Bi掺杂SnO2薄膜光导探测器件品质:(aState of Qatar 响应度,(b卡塔尔国 外量子功能,(c卡塔尔 探测率和 (d卡塔尔(قطر‎ 噪声等效功率。 紫外探测器在空中天文、军事导弹预先警告、非视距保密光通信、海上破雾引航、高压电晕监测、野外火灾遥感及生物化学检查测量试验等方面负有广泛的施用前途。在实际应用时,由于自然蒙受的不明确性,待测目的的紫外线强度常常不高,意况中存在着大量对紫外线具有强摄取和散射工夫的气体分子或灰尘,以致最后达到探测器可检查实验的紫外线时域信号特别弱。因而,提升紫外探测器对弱光的探测技术主要。探测率(detectivityState of Qatar是衡量探测器件对弱光检查实验技巧的重要性指标,探测率由响应度(responsivity卡塔尔和暗电流密度协同决定。响应度越高,暗电流密度越低,器件的探测率越高。高探测率更利于弱紫外光的探测。然则,对于大好多元素半导体光导探测器来讲,响应度高的零器件常伴随着较高的暗电流;提升材质,收缩缺欠可裁减器件暗电流,但响应度随之减小。因而,器件探测率难以升迁,约束了光导探测器在弱紫外光检查实验方面包车型客车使用。 针对上述难点,霍去病海课题组的副研究员讨员潘雅人等在先前时代透明高阻薄膜的钻研幼功上,提议以中间带半导体为宗旨材质构筑紫外探测器的新章程。中间带具备高态密度,能够有效俘陷本征缺欠在导带上发出的电子,进而减少器件暗电流;其他方面,光照时,中间带上积攒的载流子能补充到价带上,并被光激发至导带进献光电流,由在那之中间带本征半导体质感紫外探测器能够贯彻在下降暗电流的还要,保持器件较高的响应度。接纳磁控反应溅射技艺,沉积Bi掺杂SnO2薄膜,并经过优化实验设计和参数,构筑出了依赖中间带半导体薄膜的光导型紫外探测器件。品质测量检验结果显示,器件暗电流收缩至0.25nA,280nm波长紫外光响应度抵达60A/W,外量子效能为2.9×104%,探测率达到6.1×1015Jones,紫外—可以知道光禁绝比达103量级。器件的动态范围高达195dB,那表达Bi掺杂SnO2薄膜光导探测器可检查实验非常微弱的紫外线(等效每秒300紫外线光子卡塔尔(قطر‎,对较强的紫外线也可探测。 该研商专业得到了国家自然科学基金与澳门切磋院固体所所长基金的支撑。 标签: 中科院 探测器

新近,中科院温尼伯物质实验切磋院固体物理研讨所探究员霍去病海课题组在高品质紫外光探测薄膜器件斟酌方面获得进展,相关结果宣布在ACS Applied Materials & Interfaces上,并提请国家发明专利2件。

紫外探测器在半空中天文窥远镜、军事导弹预先警告、非视距保密光通讯、海上破雾引航、高压电晕监测、野外火灾遥感及生物化学检查测验等地点有着广泛的使用前途。在实际应用时,由于自然情状的不鲜明性,待测指标的紫外线强度平时不高,处境中存在着多量对紫外线具备强吸收和散射工夫的气体分子或灰尘,招致最后到达探测器可检测的紫外线非功率信号特别弱。因而,进步紫外探测器对弱光的探测工夫首要。探测率(detectivity卡塔尔(قطر‎是掂量探测器件对弱光检验手艺的根本目标,探测率由响应度(responsivity)和暗电流密度同盟决定。响应度越高,暗电流密度越低,器件的探测率越高。高探测率更平价弱紫外光的探测。可是,对于大许多非晶态半导体光导探测器来说,响应度高的组件常伴随着较高的暗电流;提升材质,收缩破绽可减弱器件暗电流,但响应度随之减小。由此,器件探测率难以升迁,限定了光导探测器在弱紫外光检查评定方面包车型客车选用。

本着上述难点,霍去病海课题组的副讨论员潘文士等在早期透明高阻薄膜的切磋底工上,建议以中等带本征半导体为着力资料构筑紫外探测器的新措施。中间带具备高态密度,能够使得俘陷本征缺欠在导带上产生的电子,进而减弱器件暗电流;另一面,光照时,中间带上积累的载流子能抵补到价带上,并被光激发至导带进献光电流,由个中间带元素半导体质感紫外探测器能够落到实处在下滑暗电流的同一时间,保持器件较高的响应度。选择磁控反应溅射手艺,沉积Bi掺杂SnO2薄膜,并透过优化实验设计和参数,构筑出了遵照中间带非晶态半导体薄膜的光导型紫外探测器件。质量测量检验结果显示,器件暗电流收缩至0.25nA,280nm波长紫外光响应度达到60A/W,外量子功能为2.9×104%,探测率到达6.1×1015Jones,紫外—可以见到光制止比达103量级。器件的动态范围高达195dB,那表达Bi掺杂SnO2薄膜光导探测器可检验特别微弱的紫外线(等效每秒300紫外线光子),对较强的紫外线也可探测。

该商量专门的工作获得了国家自然科学基金与尼斯钻探院固体所所长基金的协理。

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