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中科院首次利用壓電光電子學效應最優化硅基光探測器的性能

   2015-02-08 世紀新能源網43360
核心提示:隨著硅基集成電路在生活和科技中的普及,硅基的光電探測器也在光電子學領域展示出巨大的作用。通過與現有的納米加工技術相結合,硅基

隨著硅基集成電路在生活和科技中的普及,硅基的光電探測器也在光電子學領域展示出巨大的作用。通過與現有的納米加工技術相結合,硅基光電探測器的性能得到了大幅度的提高,然而現有的硅基光電探測器在調控和輸出性能優化方面依然面臨著進一步的挑戰。近年來,綜合考慮半導體、光激發和壓電特性三者之間耦合的壓電光電子學效應通過壓電半導體材料的壓電勢來調節和控制界面或者結區載流子的產生、分離、傳輸以及其他復合過程,從而實現對激光二激管、太陽能電池、光探測器等多種光電子器件的調控輸出和性能增強,但調控的極值效果一直未在實驗中觀察到。 

近日,中國科學院北京納米能源與系統研究所王兆娜博士,于若蒙和溫肖楠等人在王中林院士的領導下首次實現了壓電光電子學效應優化的硅基可見光傳感器。這項工作首次利用壓電半導體的壓電效應來調控非壓電半導體材料硅的光電性能,并在實驗上首次觀察到壓電光電子學效應對光電流調控的最優化效果。在壓電光電子學效應的調控下,光探測器的響應相對增強了177%,同時響應時間也相對縮減了87%。這項研究結果為非壓電材料的光電性能的調控開啟了一種便于操控的新途徑,并進一步拓寬壓電效應在非壓電材料中的應用。相關研究成果發表在ACS Nano雜志上(DOI 10.1021/nn506427p)。

論文通訊作者王中林院士是中國科學院北京納米能源與系統研究所首席科學家,研究所是由中國科學院和北京市聯合共建的科研機構。
 
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