环保型Mg2Si基光电二极管用于短波红外传感

摘要： 采用垂直布里奇曼法成功生长出N型Mg2Si单晶锭。室温霍尔效应测试显示：所生长晶体具有适中的霍尔迁移率（~446 cm2/Vs）、电阻率（~1.4 Ω·cm）和载流子浓度（~101? cm?3）。制备的Au/n-Mg2Si肖特基结与Au/Ag掺杂p型-Mg2Si/n型-Mg2Si/Ag pn结二极管的J-V特性曲线表明，相较于同类报道结器件，其展现出更优的二极管特性及更高整流比。基于热电子发射(TE)模型对自制二极管正向J-V特性的分析显示：该肖特基结与pn结Mg2Si二极管具有显著低于文献数据的串联电阻，证实采用油基金刚石对Mg2Si表面进行精密抛光可大幅改善与蒸发金属的接触质量，从而降低蒸发金属与Mg2Si晶圆间的界面电阻。此外，所制Mg2Si pn结光电二极管在0.95-1.8 μm波长范围内呈现清晰的光响应特性，在1.4 μm处获得最大零偏压光响应值14 mA/W，光子能量阈值约0.66 eV。这些结果表明该二极管在0.95-1.8 μm短波红外波段具有良好探测潜力。