上海技物所在鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)納米線光電探測(cè)器研究中獲進(jìn)展

　　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)、王建祿、孟祥建、陳效雙、陸衛(wèi)以及武漢大學(xué)廖蕾等研究人員在鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)納米線光電探測(cè)器研究中取得進(jìn)展，相關(guān)成果以When Nanowires Meet Ultrahigh Ferroelectric Field - High-Performance Full-Depleted Nanowire Photodetectors 為題發(fā)表于國際刊物Nano Letters（DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00104）。

　　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(cè)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(cè)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(cè)率。研究人員制備了基于鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)的單根納米線邊柵（side-gate）結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器，利用鐵電材料極化所產(chǎn)生的超強(qiáng)靜電場(chǎng)完全耗盡了納米線中的背景載流子，顯著抑制了探測(cè)器暗電流，大幅提高了探測(cè)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(cè)器可實(shí)現(xiàn)室溫可見-近紅外波段高靈敏光電探測(cè)。此外，這類器件還具有低功耗、微弱信號(hào)探測(cè)、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(cè)器的研究提供了一種新思路。

鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)納米線光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖和暗電流抑制