研究目的
研究高速锗纳米晶体（nc-Ge）光电探测器的尺寸依赖性光响应特性及低频噪声行为。
研究成果
nc-Ge光电探测器表现出尺寸依赖的光响应特性，在900℃合成的nc-Ge中观察到最高响应度、最低噪声等效功率和最高探测率。该器件具有快速响应时间，适用于与硅技术兼容的高速光电子应用。
研究不足
该研究仅限于800°C至900°C的退火温度范围，未探索更低或更高温度。界面缺陷对器件性能的影响已被注意到，但尚未完全量化。
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锗纳米晶体-金属氧化物半导体光电探测器的尺寸依赖性光响应
DOI：10.1109/TED.2019.2961738
期刊：IEEE Transactions on Electron Devices
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
本文报道了高速锗纳米晶（nc-Ge）光电探测器的尺寸依赖性光响应特性与低频噪声行为。通过将共溅射制备的Ge-SiO2薄膜在800-900℃退火，合成了不同尺寸的SiO2基nc-Ge。研究发现探测器光响应随nc-Ge尺寸增大而增强，900℃退火样品展现出最大响应度（3.5 A/W）与快速响应特性。测量表明，900℃制备的nc-Ge光电探测器具有最低噪声等效功率（NEP）和最高探测率（D*），其电流涨落低频噪声谱功率密度（SI）最优。这种尺寸可调响应度源于光吸收差异、电场驱动载流子分离及氧化物势垒隧穿效应。瞬态光响应测试显示900℃样品最佳上升时间为6.2微秒。结果表明，nc-Ge在制造工艺与热预算方面完全兼容硅技术，是高性能集成光电器件的理想候选材料。
作者：
Veerendra Dhyani，Gufran Ahmad，Neeraj Kumar，Samaresh Das
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