上海技物所在鐵電局域場增強納米線光電探測器研究中獲進展

　　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實驗室胡偉達、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增強納米線光電探測器研究中取得進展，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)計來抑制暗電流，提高器件信噪比，進而提高探測率。研究人員制備了基于鐵電局域場增強的單根納米線邊柵（side-gate）結(jié)構(gòu)光電探測器，利用鐵電材料極化所產(chǎn)生的超強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。該項工作為室溫高性能納米線光電探測器的研究提供了一種新思路。

鐵電局域場增強納米線光電探測器結(jié)構(gòu)示意圖和暗電流抑制