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用于高性能红外探测的光伏场效应晶体管-亚博网页版

发布时间:2020-11-04    来源:亚博官方网站40696

红外观测技术在夜视、身体健康监测、光通信、三维物体识别等领域具有较高的应用价值。理想的红外探测器应具有慢呼吁、低呼吁率、低功耗等特点。硅的波段缝隙约为1.1eV,不能吸收波长小于~ ~1100nm的光子,因此不需要用作红外波段的光观测。

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因此,许多研究人员希望融合最近的红外探测技术,建立用硅制作的红外观测功能。[成果概述]美国多伦多大学电子与计算工程系的EdwardH。Sargent等制造了用硅构建电荷传输的光伏场效应晶体管,量子点光吸收体可以再次加入,发出对红外光的呼吁。

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元件工作时,光电池效应发生在硅和量子点的界面,融合硅的低传导特性,提供高增益(1500nm波长,> 104电子/光子)、慢时间调用(10微秒以上)、固定长光谱可逆性等亚博网页版优良特性。该工作制作的光伏场效应晶体管与以前报道的硅基红外探测器相比,在1500nm波长下灵敏度提高了5个等级。更重要的是,他们使用的量子点是用室温溶液法制作的,需要传统半导体(锗、III-V半导体等)所需的高温外延生长过程。因此,胶体量子点可以用作硅基红外探测器,比传统的外延半导体元件具有独特的优势。

图1PVFET的结构和物理原理aSi:CQDPVFET的三维模型B设备操作电路图;受C1300nm波长光鼓舞的设备的计算机辅助技术(TCAD)模拟发现,光学托架仅由CQD光栅生成。受D1300nm波长光鼓舞的仪器的计算机辅助技术(TCAD)模拟研究了黑暗处的孔密度。光信号产生光电池,硅栅极的消费区域膨胀,减少孔密度和栅传导。E平衡状态的频带图;f其他情况下的霍尔密度研究。

图2PVFET的数值参数和理论分析A具有不同部件的增益-暗电流模型。B不同旗舰的增益-频率曲线;CPVFET、光电泄漏元件和光-FET的增益-频率关系模型。图3PVFET的密切相关aSi:CQDPVFET的光谱增益B入射光功率响应函数;C设备运行中的调用亲和率。图4Si:CQDPVFET的响应时间A下降和下落边缘表示快速、快速的组件。

B下降和下落边缘快速成分的开放;CPVFET在100-kHz调制信号下发出呼吁。[摘要]此SI: CQDPVFET具有高增益、长顺序调用(包括红外波段)、低响应速度、暗电流等优点。其性能可通过先进设备的硅工艺进一步提高。这项工作的亮点是,将成熟期的硅电子工艺与CQDs的突出优点相结合,发明家创造出了兼具两者的新零件结构。

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该工作对解释光伏效应和基于交叉导数的观测机制有相当大的杠杆促进作用。:亚博网页版。

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