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科研進(jìn)展

重慶研究院在新型紅外探測器件研究上取得進(jìn)展

時(shí)間:2024-06-18編輯:微納制造與系統集成研究中心

紅外探測器在工業(yè)、安全、搜救、醫學(xué)成像、監視、科學(xué)研究、氣象、氣候學(xué)和天文學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應用。目前,高性能紅外成像技術(shù)主要依賴(lài)于高質(zhì)量外延材料,如小帶隙合碲鎘汞 (MCT)、InAs/GaSb II 型超晶格 (T2SL) 和量子阱 (QWIP)。然而,這些系統在低溫下運行,需要昂貴且笨重的低溫系統,這對實(shí)現快速和緊湊的紅外檢測系統的提出了挑戰。因此,設計一種低噪聲電流的紅外光電探測器對于提高器件的工作溫度、減輕紅外探測系統的冷卻負擔具有重要意義。

近日,我院微納制造與系統集成研究中心在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上發(fā)表了題為“Ultralow-Noise MoS2/Type II Superlattice Mixed-Dimensional van der Waals Barrier Long-Wave Infrared Detector”的研究進(jìn)展,該論文提出了一種MoS2/II型超晶格混合維范德華勢壘長(cháng)波紅外探測器 (Mixed-vdWH) ,利用 MoS2 的高價(jià)帶勢壘有效抑制多粒子擴散?;旌蟿輭臼拱惦娏黠@著(zhù)降低了兩個(gè)數量級,同時(shí)在高溫下保持了良好的噪聲抑制性能。該長(cháng)波器件在 77 K 時(shí)品質(zhì)因數 (D*) 達到 4×1010 cm·Hz1/2。這種集成策略將二維層狀材料的獨特性能與傳統 3D 半導體材料的成熟加工技術(shù)相結合,為其大規模集成提供了一種有前途的策略。

1 器件結構示意圖和材料表征結果

重慶研究院博士研究生肖磊為論文的第一作者,孫泰高級工程師為通訊作者。該研究工作為實(shí)現高集成,高靈敏、多色,低功耗的第三代的新型光電探測系統設計提供理論依據和技術(shù)手段,得到了國家自然科學(xué)基金、中科院西部之光計劃等支持。

論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsami.4c00956