近日，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡偉達(dá)研究員、武漢大學(xué)物理學(xué)院廖蕾教授等研究人員在鐵電局域場增強(qiáng)納米線光電探測器研究取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“When Nanowires Meet Ultrahigh Ferroelectric Field - High-Performance Full-Depleted Nanowire Photodetectors”為題發(fā)表在國際刊物《納米快報(bào)》上。
半導(dǎo)體納米線因其優(yōu)異的光電特性(如超高內(nèi)稟光電增益、多陣列限光效應(yīng)、一維量子限制效應(yīng)等)而廣受關(guān)注，在室溫光電探測領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。然而，納米線在制備過程中不可避免的引入非故意摻雜或缺陷，從而誘導(dǎo)高濃度的背景載流子，導(dǎo)致納米線光電探測器暗電流偏高。因此，迫切需要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來抑制暗電流，提高器件信噪比，進(jìn)而提高探測率。
研究人員制備了基于鐵電局域場增強(qiáng)的單根納米線邊柵(side-gate)結(jié)構(gòu)光電探測器，利用鐵電材料PVDF極化所產(chǎn)生的超強(qiáng)靜電場完全耗盡了納米線中的背景載流子，顯著抑制了探測器暗電流，大幅提高了探測器的靈敏度。研究結(jié)果表明鐵電材料調(diào)控下的納米線光電探測器可實(shí)現(xiàn)室溫可見-近紅外波段高靈敏光電探測。此外，這類器件還具有低功耗、微弱信號探測、快速響應(yīng)等特點(diǎn)。該項(xiàng)工作為室溫高性能納米線光電探測器的研究提供了一種全新思路。
鐵電局域場增強(qiáng)納米線光電探測器結(jié)構(gòu)示意圖和暗電流抑制
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