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[IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 法国巴黎（2019.9.1-2019.9.6）] 2019年第44届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 一种石墨烯自切换二极管桥式整流器
摘要： 我们在此展示由石墨烯自切换二极管（GSSD）阵列构成的桥式整流器的理论与测量结果。石墨烯极高的载流子迁移率使GSSD能在太赫兹频率下工作，而桥式整流器结构可实现交流信号的全波整流。我们推导出GSSD桥式整流器电压输出的方程，预测其与输入电流呈二次方关系。该关系通过交流与直流测量得到验证。所制备的整流器在低频下具有3230 V/W的高室温本征响应度，以及7.0 pW/Hz1/2的低噪声等效功率。后续测试表明，采用化学气相沉积石墨烯的同类器件同样具有高响应度特性。
关键词： 太赫兹频率、响应度、桥式整流器、自切换二极管、石墨烯
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于静电共轭MoS2-上转换纳米粒子纳米复合材料的超灵敏宽带光电探测器
摘要： 我们研发出一种混合或复合纳米材料，其光电性能显著优于单一纳米材料——后者往往存在宽带利用率不足、响应率偏低或两者兼有的缺陷，这主要源于光生载流子收集效率的限制。通过将二硫化钼（MoS2）与能发射可见光的多光子吸收镧系掺杂上转换纳米粒子（UCNPs）复合，我们成功制备出具有超高宽带响应率的光电探测器（PD）。该器件采用静电结合UCNPs的单层MoS2，配合铂/金电极制作，并通过不同功率密度的紫外至近红外光照射测试其宽带感光性能。实验轻松获得超过100 AW?1的响应率，在1.0V偏压下980nm波长处测得最高1254 AW?1的响应率。更创下7.12×10?? cm2V?1的归一化增益和1.05×101? Jones的探测率（@980nm, 1V）两项纪录——据我们所知，这是该类器件迄今报道的最高数值。真空环境下虽响应速度有所下降，但各项参数表现更优。复合材料的响应率趋势与各组分光学吸收的卷积效应相符。实际应用验证显示，该探测器能通过钠蒸气灯、手机闪光灯及空调?？仄鞯确羌す饧矣霉庠凑９ぷ?。
关键词： 纳米复合材料、响应度、二硫化钼、光电探测器、宽带、上转换纳米粒子
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第16届研究质量国际会议(QIR)：电气与计算机工程国际研讨会 - 印度尼西亚巴东（2019年7月22日-24日）] 2019年第16届研究质量国际会议(QIR)：电气与计算机工程国际研讨会 - 钛热敏电阻与加热器室温太赫兹天线耦合微测辐射热计
摘要： 高探测率的室温太赫兹（THz）探测器有望应用于光谱学和成像领域，例如用于安全无损检测、建筑检测、医学和药学中的无创检查。我们研究了在具有MEMS结构的高阻硅（Si）衬底上制造的钛（Ti）热敏电阻和加热器的太赫兹天线耦合测辐射热计，以开发无需冷却的高性能传感器。本文报道了单探测器器件的设计、电磁（EM）和热模拟、制造、太赫兹波测量实验以及性能评估的研究，通过这些研究可以轻松开发大型太赫兹阵列探测器。通过研究采用细曲折线结构的Ti热敏电阻的太赫兹天线耦合测辐射热计，我们实现了优异的性能，其噪声等效功率（NEP）低至10^-11 W/Hz^1/2量级，响应频率达到5.5 kHz。
关键词： 非破坏性、太赫兹（THz）、曲折线、传感、热敏电阻、噪声等效功率（NEP）、电阻温度系数（TCR）、响应度、测辐射热计、室温、非制冷、探测器、阵列
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 印度班加罗尔 (2018.12.17-2018.12.19)] 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 沉积后退火ZrO?绝缘层对GaN金属-半导体-金属紫外光电探测器性能的影响
摘要： 成功制备了无退火和有退火ZrO2绝缘层的GaN金属-半导体-金属（MSM）紫外光电探测器。研究发现，氧化层退火后暗电流降低了3倍。GaN MSM光电探测器表现出较大的内部增益，这可通过考虑氧化层中存在空穴陷阱来解释。此外，ZrO2层退火后探测器增益降低和瞬态响应时间增加表明，退火步骤显著减少了浅陷阱态密度。值得注意的是，虽然所有状态响应都受退火影响，但光响应的快速分量受到较为严重的阻碍。本研究表明，降低暗电流并非改善光电探测器性能的唯一标准。相反，在评估光电探测器的整体性能时，还应考虑器件的瞬态响应（即器件带宽）以及漏电流和增益。
关键词： 光响应、氮化镓、肖特基二极管、响应度、电流-电压特性
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年春季光子学与电磁学研究研讨会（PIERS-Spring） - 意大利罗马（2019.6.17-2019.6.20）] 2019年春季光子学与电磁学研究研讨会（PIERS-Spring） - 漂移诱导的非互易石墨烯等离子体激元
摘要： 我们对室温下由YBaCuO（YBCO）薄膜纳米测辐射热计制成的太赫兹直接探测器进行了响应度和噪声的详细研究。这些YBCO纳米测辐射热计集成了覆盖100 GHz至2 THz频率范围的平面螺旋天线。探测器在1.6 THz、0.7 THz、400 GHz和100 GHz频率下进行了表征。测得最大电学响应度为70 V/W，最小噪声等效功率（NEP）为50 pW/Hz，而最高光学响应度为45 V/W。纳米测辐射热计中的噪声与器件体积无关，在给定调制频率和直流电压下保持恒定。
关键词： 太赫兹探测器、YBa?Cu?O?（YBCO）薄膜、响应度、室温工作、测辐射热计
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 印度班加罗尔(2018.12.17-2018.12.19)] 2018第四届IEEE新兴电子国际会议(ICEE) - 利用苯酚功能化卟啉有机分子提升自供电氮化镓对称金属-半导体-金属紫外光电探测器性能
摘要： 有机分子单层膜已被用于提升各类电子器件结构的性能。本研究将有机分子表面修饰概念应用于改进氮化镓基对称金属-半导体-金属（MSM）紫外（UV）光电探测器的性能与自供电质量。通过将酚功能化金属卟啉（Zn-TPPOH）有机分子吸附于氮化镓外延层，制备出Ni/Zn-TPPOH/GaN/Zn-TPPOH/Ni光电探测器结构。该工艺使器件在0V反向偏压下的暗电流较Ni/GaN/Ni MSM探测器降低约1万倍。光电参数方面，Ni/Zn-TPPOH/GaN/Zn-TPPOH/Ni结构在0V电压下光暗电流比从8.8提升至2.4×10?，响应度从0.004 A/W增至0.038 A/W（对比Ni/GaN/Ni结构）。此外，分子修饰器件在0V电压下的光谱选择性显著改善，相比裸氮化镓器件在紫外波段响应增强而在可见光波段响应减弱。
关键词： PDCR、响应度、光谱选择性
更新于2025-09-16 10:30:52
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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
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。
关键词： 探测率、噪声等效功率（NEP）、响应度、噪声功率谱、锗纳米晶体（nc-Ge）
更新于2025-09-16 10:30:52
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碳化硅衬底上的金光栅：可见光与近红外区域高性能等离子体肖特基势垒光电探测器的模拟
摘要： 通过设计金属纳米结构，可在肖特基势垒光电探测器(PD)中实现等离激元增强的光吸收。本研究提出在钛(Ti)/碳化硅(SiC)基肖特基势垒上制备金(Au)光栅结构用于光电探测应用，并进一步展示了不同光栅参数及入射角度对吸收率的影响。该光栅结构可实现约85%的入射光吸收率，相较于传统(无金属光栅)结构具有显著更高的响应度值?；诟＠漳Ｐ图扑阆允?，在694.5 nm和1035 nm波长下，Au/Ti/6H-SiC肖特基势垒PD分别获得4.396 mA/W和2.496 mA/W的高无偏置响应度值。鉴于碳化硅的优异特性，本研究将为基于碳化硅平台的等离激元光电探测器开辟新机遇。
关键词： 等离子体激元、肖特基势垒、光电探测器、响应度、金光栅
更新于2025-09-16 10:30:52
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界面诱导的混合石墨烯/砷化镓光电探测器高响应度
摘要： 基于二维（2D）/三维（3D）半导体异质结结构的光电探测器正成为高灵敏度应用的新兴候选器件。这类混合光电探测器的性能与其电流增益机制密切相关，其中载流子循环是最常报道的机制。近期针对二维石墨烯/零维（0D）量子点异质结构，由于量子点费米能级易于调控的特性，研究者提出了费米能级对齐机制。本文基于二维石墨烯/三维砷化镓（GaAs）混合结构，通过对比测量配置提出并验证了一种利用该费米能级对齐过程的界面诱导增益机制。由于砷化镓表面态密度较高，光生空穴易在石墨烯/砷化镓界面处被捕获，该过程可通过能级对齐效应轻易降低界面费米能级及石墨烯中的费米能级。结合石墨烯的高载流子迁移率特性，器件实现了2520的最大电流增益和1321 A W?1的响应度。本研究阐明了界面态在部分二维/三维混合器件增益特性中的作用，其结论对优化器件设计具有重要指导意义。
关键词： 界面诱导增益、砷化镓、响应度、光电探测器、石墨烯
更新于2025-09-16 10:30:52
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II型超晶格光电探测器与HgCdTe光电二极管对比
摘要： 碲镉汞（HgCdTe）合金作为红外（IR）技术中最重要的本征半导体材料，其发展已得到充分确立和公认。尽管材料和器件质量已取得显著成就，但由于体材料和表面不稳定性、成品率较低以及成本较高（特别是在长波红外阵列制造方面），该材料仍存在缺陷。这些材料难题促使研究人员探索其他化合物以提升器件性能。自1978年坂井和江崎发表首篇论文以来，学界已知砷化铟（InAs）与锑化镓（GaSb）构成近乎晶格匹配的材料体系，为红外光电器件设计提供了极大灵活性。四十年来，III-V族II型超晶格（T2SL）探测器技术作为碲镉汞的潜在替代方案正蓬勃发展。探测器设计中的创新理念提升了T2SL在红外材料探测器技术领域的地位，该材料体系尤其有助于单极势垒的设计。 本文对比了HgCdTe与T2SL两种材料体系的基本物理特性及其对探测器性能的影响（包括暗电流密度、RA乘积、量子效率及噪声等效温差）。与碲镉汞相比，T2SL的基本特性处于劣势。但另一方面，T2SL及势垒探测器具有隧道电流与表面漏电流更低、俄歇复合机制受抑制等优势。迄今为止，这些探测器更优性能的预期尚未实现。本文研究表明，T2SL探测器的性能指标（暗电流、电流响应度及噪声等效温差）均低于体材料碲镉汞光电二极管。由于III-V族半导体具有更强的非离子性化学键，这些材料因制造工艺稳定性和器件稳定性而备受青睐。研究还预测，带间跃迁型T2SL量子级联器件将超越高温工作碲镉汞探测器的性能表现。
关键词： II型超晶格、响应度、碲镉汞、工作能力、暗电流、带间级联红外探测器、载流子寿命
更新于2025-09-16 10:30:52