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InAs/GaAs亚单层量子点近红外光电探测器的载流子输运与复合动力学

DOI：10.1088/1361-6463/ab414b 期刊：Journal of Physics D: Applied Physics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 我们在此展示了一项关于横向耦合InAs亚单层量子点光电探测器（SML QD-PD）中隧道诱导光生载流子逃逸过程的相对研究，该研究针对0.4 ML至0.8 ML的覆盖度分数展开。通过模拟与实验，我们基于带间载流子复合与量子点间隧穿寿命的相互竞争关系，定量描述了近红外区域（835 nm–890 nm）随SML覆盖度变化而进行光谱调谐的温度依赖性带间光响应。随着SML覆盖度增加，复合寿命逐渐延长而量子点间隧穿寿命持续缩短，这导致了更快的光响应速度和更高的响应度。在高覆盖度分数下，发现隧道诱导的光生载流子快速通过SML量子点横向阵列传输，能够实现更快的时间响应（100 μs）并保持高达1.3 KHz频率的可靠复现性。本研究报道了一种通过外部调控SML覆盖度来同步调节响应度、时间响应速度和探测率的强大策略。该时间响应比传统SK量子点光电探测器快九倍。随着覆盖度增加，注入电荷载流子捕获抑制暗电流的效应可维持至更高温度，从而在约250 K时实现高达8 × 1011 cm Hz1/2 W?1的高可持续光探测率，提供近室温光电探测能力。
作者： S Mukherjee，S Chakrabarti，A Pradhan，T Maitra，S Sengupta，A Nayak，S Bhunia
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究横向耦合InAs亚单层量子点基光电探测器中隧道诱导光生载流子逃逸过程随覆盖度分数（0.4 ML至0.8 ML）的变化。

研究成果

该研究表明，通过调节SML覆盖度，可以控制带间复合与载流子隧穿这两个决定探测器整体性能的关键过程的相对时间尺度。较高的覆盖度分数能实现更快的光响应和更高的响应度，有望实现近室温光电探测。

研究不足

本研究仅限于调查覆盖度为0.4至0.8单原子层的InAs/GaAs亚单层量子点光电探测器。未探讨这些发现对其他材料或不同覆盖度范围的适用性和性能表现。

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