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hth华体会app下载hth:东北电力大学曹宇-周静教授课题组AOM:用于异质结自供能光电

  原标题:东北电力大学曹宇-周静教授课题组AOM:用于异质结自供能光电探测器的垂直排列硒化锑纳米棒阵列的外延制备

  创新点:本研究在单(110)ZnO:B基底上,成功制备了具有单(002)择优取向且垂直于基底排列的Sb 2 Se 3 纳米棒阵列。在该结构中,(Sb 4 Se 6 ) n 纳米带与Sb 2 Se 3 纳米柱的生长方向一致,使其具有优异的载流子纵向传输能力。所制备的ZnO:B/Sb 2 Se 3 纳米棒阵列异质光电探测器,在可见-近红外光谱范围内均表现出了优异的探测性能,最后对其理论极限进行了预测。

  关键词:Advanced Optical Materials ,硒化锑,异质结结构,光电响应,自供能光电探测器

  东北电力大学的曹宇-周静教授团队、山东大学逄金波-刘宏教授团队和浙江海洋大学于晓明博士团队针对Sb 2 Se 3 纳米棒阵列的制备展开了相关研究,他们采用近空间升华技术,在单(110)ZnO:B基底上成功制备了单(002)择优的Sb 2 Se 3 纳米棒阵列,形成ZnO:B/Sb 2 Se 3 纳米棒阵列异质结结构。并将其应用在光电探测器中,表现出了优异的宽光谱探测性能。相关结果发表在 Advanced Optical Materials 上。

  在本次工作中,作者们应用单(110)ZnO:B薄膜作为生长基底,采用近空间升华技术制备出Sb 2 Se 3 有源层。通过扫描电镜表征了异质结结构的横截面形态,观察到了垂直排列的Sb 2 Se 3 纳米棒阵列。利用X射线衍射仪、透射电镜确认了Sb 2 Se 3 纳米棒具有单(002)取向特征。分析Sb 2 Se 3 纳米棒的生长机理,认为具有单(110)取向ZnO:B薄膜的非极性表面是Sb 2 Se 3 形成沿(002)单择优取向生长成纳米棒阵列的主要原因。

  随后制备了ZnO:B/Sb 2 Se 3 纳米棒阵列异质结光电探测器,该器件展现出从460 nm到930 nm宽光谱范围的优异探测性能。ZnO:B/Sb 2 Se 3 异质结所形成的内建电势也使得光电探测器获得了自供能能力。基于(Sb 4 Se 6 ) n 纳米带与Sb 2 Se 3 纳米柱的生长方向一致的特征使得器件具有优异的载流子纵向传输能力。器件在0 V偏压、625 nm测试光下,获得了939的开关比、172.8 mA W −1 的响应度和2.25×10 11 Jones的比探测率。最后通过模拟仿真预测了ZnO:B/Sb 2 Se 3 异质结器件的理论极限(2.36×10 9 的开关比,216.7 mA W −1 的响应度,3.99 × 10 14 Jones的比探测率)。此项研究成果为Sb 2 Se 3 微结构的精确控制以及自供能Sb 2 Se 3 光电探测器的优化制备提供了指导。

  Advanced Optical Materials创刊于2013年,是一本报道材料科学领域与光-物质相互作用相关的突破性研究的跨学科国际期刊。其收录论文的研究领域包括光子学、等离激元光子学、超材料等。2021年影响因子为10.05。

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