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通过局域表面等离子体共振的共振耦合，在氮化镓上引入等离子体纳米粒子以提高紫外光电探测器的光响应性能
摘要： 极小的金属纳米结构（即等离子体纳米颗粒，NPs）能通过表面电子在入射光子激发下的集体振荡，展现出局域表面等离子体共振（LSPR）效应——这种特性表现为强烈的光吸收、散射及局域电磁场。等离子体NPs的LSPR效应可显著提升光电探测器的光响应性能。本研究通过在探测器结构中引入多种等离子体NPs，实现了紫外光电探测器光响应的大幅增强。采用固态退火法在GaN(0001)基底上制备了不同尺寸与元素组成的单金属Ag/Au NPs以及双金属合金AgAu NPs。基于NPs几何形貌与元素组成的调控，各类型NPs展现出差异化的光响应特性：当采用高银含量的AgAu合金NPs并在0.1V低偏压下，器件获得了高达112 A W?1的光响应度、2.4×1012 Jones的比探测率及3.6×10?%的外量子效率。该AgAu合金NPs探测器还表现出快速光响应特性，其上升/下降时间分别短至160毫秒和630毫秒以内。性能提升归因于强等离子体吸收与散射的协同效应、热电子向GaN导带注入效率的提高，以及合金NPs/GaN界面势垒高度的降低。
关键词： 紫外光探测、基于纳米粒子的光探测器、等离子体增强效应、纳米粒子
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶体的高速色转换光电探测器用于紫外光通信
摘要： 利用可见光至紫外（UV）波段超宽带谱的光无线通信（OWC）仍是缓解射频（RF）通信带宽饱和的关键研究领域。然而，高效紫外光电探测方法的缺失阻碍了紫外通信的发展。这一技术瓶颈主要源于现有硅基光电探测器（成本低廉且工艺成熟）对紫外光子吸收率低的问题。为突破这一技术壁垒，我们报道了一种混合硅基光电探测方案：将具有高光致发光量子产率（PLQY）和快速光致发光（PL）衰减时间的CsPbBr3钙钛矿纳米晶（NCs）作为紫外至可见光色彩转换层，用于高速日盲紫外通信。简易旋涂法制备的CsPbBr3钙钛矿纳米晶实现了高达~73%的PLQY和强紫外吸收特性。与商用硅基探测器相比，添加纳米晶层后日盲波段的响应度提升近三倍，外量子效率（EQE）提高约25%。此外，时间分辨光致发光测试显示在372nm紫外激发源下该层的衰减时间为4.5ns，证实了其作为快速色彩转换层的潜力。采用混合CsPbBr3-硅光电探测方案配合278nm紫外LED光源，最终实现了日盲通信中高达34Mbps的数据传输速率。这些发现证明了通过可调组成钙钛矿基荧光粉与低成本硅基探测器集成设计高速光接收器在紫外通信中的可行性。
关键词： CsPbBr3钙钛矿纳米晶体，硅基光电探测器，紫外光探测，日盲紫外通信，光无线通信
更新于2025-09-19 17:13:59
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受生物启发的透明MXene电极用于柔性紫外光电探测器
摘要： 作为一种新兴的二维材料，MXenes具有巨大潜力——它们不仅拥有卓越的导电性和高亲水性，还兼具机械强度与柔韧性。然而由于高透光率与低导电电阻之间存在权衡关系（低电阻需要更多导电材料，而更大表面积覆盖会降低透光率），其在光电子器件电极领域的应用受到限制。为突破这一瓶颈，本研究报道了一种新型仿生策略，制备出同时具备高透光率与高导电性的透明柔性电极，其性能超越其他透明电极。该电极在一系列机械测试中均展现出可靠的柔韧性。MXene电极的这些特性源于精心设计的层级叶脉网络结构，以及MXene与尿素处理基底之间的强附着力。应用方面，采用该MXene电极构建的自支撑半透明紫外光电探测器，不仅展现出高性能的紫外检测能力，还具有优异的柔韧性和稳定性。该方法为MXene基光电子器件提供了新途径。
关键词： 仿生设计、MXene材料、紫外光探测、透明电极、柔性光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑 (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于热电控制碳化硅雪崩光电二极管的单光子雪崩二极管研制
摘要： 单光子探测器能够在微弱光环境下实现超灵敏探测，已广泛应用于遥感、生物化学科学和量子信息科学等诸多领域。特别是量子信息科学的快速发展极大推动了单光子探测器的进步，因其对量子密钥分发和量子通信的成功实现发挥了关键作用。单光子雪崩光电二极管（SPAD）是最常用的光子探测器件，其核心元件雪崩光电二极管（APD）具有成本低廉、结构坚固的优势。近年来随着紫外光探测需求的增长，基于碳化硅（SiC）的APD探测器研发活跃——这种材料仅在深紫外波段具有高增益特性。本文报道了实验室自组装SiC-APD基SPAD的性能评估结果。
关键词： 紫外光探测、量子信息科学、单光子探测器、SPAD（雪崩光电二极管）、SiC-APD（碳化硅雪崩光电二极管）
更新于2025-09-16 10:30:52
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具有聚合物驻极体中间层的超灵敏ZnO纳米线光电探测器——用于最小化暗电流
摘要： 氧化锌（ZnO）纳米线因其优异的光电特性，在紫外光探测领域备受关注。ZnO纳米线光电探测器的探测率常因缺陷诱导载流子产生的大暗电流而受限。本研究在ZnO纳米线与栅介质间引入聚2-乙烯基萘（PVN）薄层，利用PVN层中捕获电子产生的静电场来耗尽缺陷诱导载流子。暗电流成功从2.2×10?? A降至1.6×10?1? A。特别地，所制ZnO纳米线光电探测器实现了大光暗电流比（>10?）、高光电响应度（>10? A W?1）及超高探测率（>101? Jones），达到已报道ZnO基探测器中的最佳性能。这种简单方案为半导体纳米材料抑制暗电流以实现超灵敏光探测提供了新策略。
关键词： 聚合物驻极体、探测率、紫外光探测、氧化锌纳米线
更新于2025-09-12 10:27:22