对于前文所述Sun等人制备的具有周期性三维纳米结构的ZnOMSM-PD器件［315］，他们还将金纳米颗粒引入ZnO薄膜中制备了MSM-PD，不仅提高了ZnO薄膜的紫外光响应，还将可探测范围扩展到长波段。2017年，Wen等人将一层随机分布的金纳米颗粒作为表面等离激元吸收体，引入到Si和TiO2两个电子接受半导体层中间，这种同时结合光吸收和电子发射／收集的MSM-PD器件，在通信波长1500nm处实现了高的光响应率3.3mA／W［379］。...
2023-06-24 理论教育
新型半导体光电探测器：原理与性能
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P-N结光伏效应原理及应用详细阅读
表4-26 国外烟煤的工程绝热燃烧温度计算结果 ℃图1.6p－n结的光伏效应电子与空穴的这一流动，使p区电势高于平衡状态，相当于p-n结上加了正向偏压，这一正向偏压引起p-n结上的正向电流，其方向正好与光电流方向相反。...
2023-06-24 理论教育
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InGaAs材料MSM-PDs：探究其特性和应用详细阅读
表5-30 国外无烟煤干燥无灰基挥发分的理论绝热燃烧温度计算结果 ℃图6.4背照射式InGaAsMSM－PD的结构示意图；光响应和暗电流曲线［239］；具有透明肖特基接触的InGaAsMSM－PD结构示意图；不同金电极厚度下器件响应率随入射光功率变化的关系曲线图［240］；BCB侧壁钝化InGaAsMSM－PD的结构示意图；钝化前后器件的亮暗电流电压曲线［241］。为了得到较快的响应速度，一般都将MSM-PDs的感光区域做到μm尺度。...
2023-06-24 理论教育
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高效能GaN材料的MSM-PDs探究详细阅读
1997年，Carrano等人利用低压金属有机气相沉积法制备了光电导型GaNMSM-PDs，该探测器的响应在350nm处开始截止，对可见光不响应，其暗电流值也很低，在10V反向偏压下暗电流为57pA［278］。对于GaNMSM-PDs，同样也存在金属电极对活性区域遮挡带来的器件性能的下降问题。使用高功函数的金属作为接触电极对于降低GaNMSM-PDs的暗电流同样有效。2013年，Muhammad等人模拟优化了具有不同功函数的金属Pt、Pd和Ni作电极的肖特基型n-GaNMSMPDs［288］。GaN材料虽有许多优异的性能，...
2023-06-24 理论教育
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金属-无机半导体-金属光电探测器简介详细阅读
为了满足不同领域的应用需求，出现了PN结光电二极管［165，166］、PIN光电二极管［167-169］、雪崩光电二极管［170，171］、金属-半导体-金属光电探测器等不同结构的光电探测器。本章围绕金属-无机半导体-金属光电探测器为主题展开综述。随后，详细介绍了以GaAs、InGaAs、Si／Ge、GaN、ZnO等无机材料作为半导体层的MSM-PDs在过去所取得的研究进展。此外，还介绍了利用金属微纳结构拓展较宽带隙半导体材料MSM-PDs在红外波段响应特性的研究进展。...
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MSM-PDs的基本结构及原理解析详细阅读
在此，我们将两种器件分别简称为共面MSM-PD和垂直MSM-PD。与共面MSM-PDs相比，垂直MSM-PDs的两电极之间的距离更容易控制地比较小，这有利于降低器件寄生电容，从而获得更高的响应速度。早在1971年，Sze等人就给出了肖特基型MSM器件在无光照情形下的基本工作原理［176］。...
2023-06-24 理论教育
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探究无机材料MSM-PDs的应用前景与性能特点详细阅读
2016年，Aldalbahi等人基于激光等离子体沉积系统制备了高质量的SiC薄膜，该器件在300℃高温下响应与室温下相比几乎没有变化，这说明SiC MSM-PDs可以在较为恶劣的环境下工作［326］。2016年，Ramasamy等人介绍了一种基于CsPbX3量子点的MSM-PDs［329］，器件的开关电流比高达105。近年来，基于Ga2O3MSM-PDs也不断被报道。如2007年，Kokubun等人报道了一种利用溶胶凝胶法制备的Ga2O3MSM-PDs［337］，其中Ga2O3多晶薄膜是在600℃以上的温度退火形成的。...
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GaAs材料MSM－PDs：构建高效光电探测器的利器详细阅读
1980年，Sugeta等人提出的GaAs基MSM-PDs公开发表，该器件为肖特基型共面MSM-PD，其光电响应速度小于100ps［200］。1983年，Wang和Bloom报道了带宽达到100GHz的GaAs基MSM-PDs［221］。调整叉指电极的几何参数可以进一步优化GaAsMSM-PDs的响应带宽。1992年，Litvin等人基于掺杂N型AlxGa1-xAs与不掺杂GaAs复合结构实现了具有40GHz频率响应的MSM-PDs［231］。随后，他们还研究了布拉格反射镜增强型2DEGMSM-PDs器件的性能［233，234］。...
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结构的光电性质研究详细阅读
将电荷传输性能好的碳基二维材料，如石墨烯［91，123-125，129，155］、碳纳米管、氧化石墨烯等，与钙钛矿材料结合在一起构成异质结构器件，可以获得性能优良的光电探测器。首先，碳基二维材料被广泛用在基于钙钛矿多晶薄膜的晶体管型光电探测器中。由过渡金属化合物WS2［156］、MoS2［121］、WSe2［57］构成的二维材料也被用于提高钙钛矿光电探测器的性能。...
2023-06-24 理论教育
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其他类型的异质结构及应用领域分析详细阅读
相比纯MAPbI3器件，RhodamineB／MAPbI3异质结构器件中由于RhodamineB也吸光，所以其响应率获得了改善，并且RhodamineB与MAPbI3界面之间的电荷转移行为降低了暗电流，综合下来，异质结构器件的亮暗电流比较纯MAPbI3器件提高了11倍。除了与其他材料复合的异质结构光电探测器，文献还报道了基于两种不同钙钛矿材料的异质结构钙钛矿光电探测器［53，105，141］。...
2023-06-24 理论教育
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聚合物有机光电倍增探测器技术优化详细阅读
早期研究的有机光电倍增探测器大多是基于小分子，活性层的制备主要是采用热蒸镀方法来实现。Li等人则提出利用有机光导材料Y-TiOPc来获得高性能光电倍增探测器［204］。...
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有机光电倍增探测器的结构和原理详细阅读
这种利用电子陷阱辅助空穴形成的隧穿效应正是有机光电倍增探测器实现量子效率超过100%的原理所在。以上所述为有机光电倍增探测器中空穴陷阱辅助下的电子隧穿效应。有机光电倍增探测器由于其活性层的材料不同，可分为小分子基及聚合物基两种不同类型。...
2023-06-24 理论教育
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材料中电荷输运的研究与应用前景详细阅读
已报道的与钙钛矿复合实现光电探测器的低维纳米结构主要包含零维的量子点［64，134，157］与纳米颗粒［52，59，61，96］，以及一维的纳米线［55，136，140］。此外，Gao等人将单根ZnO纳米线与多晶薄膜MAPbI3复合构成了异质结构柔性光电导探测器［136］，较纯ZnO纳米线器件，异质结构器件的响应率及响应速度获得明显提升。...
2023-06-24 理论教育
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探究Si/Ge材料的MSM-PDs件详细阅读
关于SiMSM-PDs最早的报道见于1991年［183］。1993年，SiMSM-PDs被期刊正式报道时，频率响应带宽在465nm波长下已经达到75GHz［184］。2006年，Okyay等人［257］利用多步氢退火异质外延生长技术制备了高效的SiGeMSM-PD，该探测器在波长1.55μm，外加偏压2V下，响应率高达0.85A／W，相应的外量子效率为68%。为了降低Si／GeMSM-PDs器件的暗电流，除了可以使用与6.3节中InGaAs类器件类似的势垒增强技术外［258-261］，还可以采用非对称电极。...
2023-06-24 理论教育
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有机光电倍增探测器的研究进展详细阅读
然而，在有机半导体材料中无法实现碰撞电离，这是由于有机半导体中的激子束缚能比较高，大约在0.1～1.4eV，较无机半导体材料的束缚能高了约三个数量级［408］。因而，设计基于有机半导体材料的倍增型光电二极管无法直接借鉴传统无机雪崩二极管中的理论。首先，我们将介绍有机光电倍增探测器的基本器件结构、工作机理及其基本性能参数。随后，我们针对活性层分别为有机小分子和聚合物材料两种不同类型的光电倍增探测器进行了详细介绍。...
2023-06-24 理论教育
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有机小分子光电倍增探测器详细阅读
有机小分子是最早被用于制备有机光电倍增探测器的材料。20世纪90年代，Hiramoto及其合作者就开始了关于有机光电倍增探测器的一系列研究［409，413，414，432，433］。研究表明，如果在PEDOT∶PSS／C60界面处插入一层20nm厚的BCP，器件将失去光电倍增性能。2010年，Hammond等人以CuPc、C60分别作为活性层的给、受体制备了体异质结光电倍增探测器，结构为ITO／NTCDA／C60／C60∶CuPc（7∶3）／BCP／Al，如图7.3所示［434］。...
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