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Science China Materials 2023年第6期66卷 2364-2371页

作者：汪洋陈程唐梓铭陆欢曹水艳张伟易敏张凯刘衍朋郭万林 Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices of the Ministry of Education State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structuresand Institute for Frontier ScienceNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China CAS Key Laboratory of Nanophotonic Materials and Devices&Key Laboratory of Nanodevices and Applications i-LabSuzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics(SINANO)Chinese Academy of SciencesSuzhou 215123China School of Nano-Tech and Nano-Bionics University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China

多层黑磷的带隙(~0.33 eV)覆盖~3.7微米光谱范围,在红外应用方面有巨大潜力.然而进一步降低带隙使其可用于远红外器件仍面临挑战.此外,黑磷材料及器件饱受空气稳定性差的困扰.因此,我们提出了同系物砷取代的策略,实现了对黑磷带隙的调... 详细信息

多层黑磷的带隙(~0.33 eV)覆盖~3.7微米光谱范围,在红外应用方面有巨大潜力.然而进一步降低带隙使其可用于远红外器件仍面临挑战.此外,黑磷材料及器件饱受空气稳定性差的困扰.因此,我们提出了同系物砷取代的策略,实现了对黑磷带隙的调控和稳定性的增强.通过优化化学气相传输的生长参数,我们制备出砷含量可控的毫米级黑磷母体.经扫描隧道显微镜和能谱分析,砷原子随机嵌入黑磷的主晶格中并保留了原有几近完美的晶格排列.对于60%砷含量的多层黑磷,其电学带隙降低至~0.16±0.02 eV并伴随强的p型掺杂.受益于较小的晶格畸变和强掺杂效应,基于砷取代黑磷的光电器件表现出高达约882 mA W^(-1)的光响应率,远超未取代的黑磷基光电器件(约314 mA W^(-1)).更为重要的是,砷取代的黑磷器件在暴露大气环境(温度~20℃;湿度~33%)48小时后未表现出明显的氧化迹象.本文为开发黑磷基、可长时间运行的光电探测器和光调制器件提供了新途径.

关键词：扫描隧道显微镜光电器件光电探测器件红外应用红外器件化学气相传输空气稳定性生长参数

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基于钙钛矿与有机材料的高探测率及高响应度光电探测器件研究

基于钙钛矿与有机材料的高探测率及高响应度光电探测器件研究

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作者：张庆磊华南理工大学

学位级别：博士

光电探测器件在成像、光通讯以及生物医学等领域具有重要应用。当前商用的光电探测器件大多基于无机半导体,其虽具有迁移率高、稳定性好等优点,但同时也受限于复杂的制备工艺与高昂的成本。新型可溶液加工的有机无机杂化钙钛矿与有机半... 详细信息

光电探测器件在成像、光通讯以及生物医学等领域具有重要应用。当前商用的光电探测器件大多基于无机半导体,其虽具有迁移率高、稳定性好等优点,但同时也受限于复杂的制备工艺与高昂的成本。新型可溶液加工的有机无机杂化钙钛矿与有机半导体材料具有优异的光电性能,为制备高性能且低成本的光电探测器件提供了新的可能。基于钙钛矿与有机半导体的光电探测器件研究获得了广泛关注,但在提高探测率与响应度,调控响应窗口等方面仍有待进一步研究。通常降低暗电流的策略会影响器件光电流,而窄响应策略往往会降低器件响应度。本论文第一章概述了钙钛矿与有机光电探测器件的原理参数与研究进展。第二、三章基于钙钛矿光电探测器件,从载流子传输层特性入手,分别采用光电导策略与引入给体-节点-受体（D-n-A）型聚合物以提高器件的探测率。第四、五章基于有机光电探测器件,从活性层结构入手,分别通过调节相分布与采用染料敏化策略以提高器件的响应度与调控响应窗口。本论文的主要研究内容如下。在第二章中,以具有光电导特性的Zn O:PBI-H作为电子传输层,制备了高探测率自驱动钙钛矿光电探测器件。与Zn O相比,Zn O:PBI-H因有机小分子的掺入而具有显著的光电导特性,即暗态下电导率较低,而光照下电导率显著提高。然而溶胶-凝胶法制备的Zn O表面存在大量残留基团会导致钙钛矿分解,故无法直接作为电子传输层。以0.2 wt%PEIE作为阴极介层将二者隔开,可避免钙钛矿被破坏且不影响器件的电荷传输。以Zn O:PBI-H作为电子传输层的钙钛矿光电探测器件在自驱动条件下的探测率可达2.5×1013 Jones,同时具有较快的响应速度。在第三章中,使用以共轭给体聚合物作为主链、缺电子受体作为侧链的D-n-A型聚合物作为空穴传输层,制备了稳定的高探测率钙钛矿光电探测器件。该D-n-A型聚合物中的给体基团与受体基团之间具有光致电荷转移特性,且含少量缺电子受体的聚合物具有良好的电子阻挡能力。与传统空穴传输材料相比,该D-n-A型聚合物具有良好的疏水性且可有效抑制器件暗电流,以其作为空穴传输层的钙钛矿光电探测器件探测率显著提高,于-0.5 V偏压下可达2.2×1012 Jones。进一步地,与物理共混的给受体异质结相比,化学键合的D-n-A型聚合物具有良好的相稳定性,其给体主链与受体侧链的自聚集均显著被抑制。在第四章中,以吸收互补的P0与Y6作为活性层,通过改变溶剂调节相分布,制备了分别具有双带响应与宽光谱倍增响应的双层异质结有机光电探测器件。滴涂的P0薄膜可显著降低器件暗电流,且具有良好的抗溶剂能力。通过使用对P0溶解度不同的两种溶剂制备Y6,可分别获得平面异质结器件与双层扩散异质结器件。前者表现为响应窗口随偏压方向改变的双带响应特性,正向偏压下为宽响应,而反向偏压下为互补的窄响应;后者则在正向偏压下表现为宽光谱倍增响应特性,于3 V偏压下的EQE高达3500%。通过AFM以及plasma与吸收光谱联用的方式可分析活性层的相分布,进而得出器件响应机理。进一步使用PCBM替代Y6作为受体,以及制备P0:Y6本体异质结器件验证了倍增机理。在第五章中,采用染料敏化策略,将具有窄吸收特性的BODIPY染料负载于介孔二氧化钛（mp-Ti O2）上作为活性层,制备了倍增型窄响应光电探测器件。吸收光谱表明,该染料与mp-Ti O2结合后具有良好的抗溶剂性。结合Ti O2滤光层,该器件于-3 V偏压下兼具半峰宽为45 nm的窄响应特性与EQE高达534%的倍增响应特性。其同时具有良好的稳定性,在存放12个月后器件EQE几乎不衰减。通过制备缺省各层的器件,探究各层功能,结合形貌分析可知该器件的倍增机理为反向偏压下诱导的电子注入。进一步通过更换空穴传输层材料验证了倍增机理,并更换活性层染料验证了该策略的普适性。

关键词：钙钛矿有机半导体光电探测器件探测率响应度

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石墨烯光电探测器件的制备及性能研究

石墨烯光电探测器件的制备及性能研究

引用

作者：冉秦翠重庆理工大学

学位级别：硕士

自2004年,英国科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫采用微机械剥离法首次从高定向热解石墨中剥离出单层石墨烯以来,因其优异的光学和电学性能,立即在材料科学、半导体电子器件等领域掀起了极大的研究热情。石墨烯具有超... 详细信息

自2004年,英国科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫采用微机械剥离法首次从高定向热解石墨中剥离出单层石墨烯以来,因其优异的光学和电学性能,立即在材料科学、半导体电子器件等领域掀起了极大的研究热情。石墨烯具有超高的载流子迁移率以及优异的机械性能和导热性能,单层石墨烯的透光率高达97.7%,能够对可见光到太赫兹波段的光谱范围进行吸收。故石墨烯材料在非制冷、宽光谱、高响应度以及超快光电探测方面具有广阔的应用前景。因此,文章对石墨烯场效应结构光电探测器件的制备及性能进行了研究。论文采用化学气相沉积法在铜箔上获得了单层的高质量石墨烯薄膜,并使用过硫酸铵将石墨烯无损转移到SiO2/Si衬底上用于器件制备。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱以及四探针等对石墨烯薄膜的形貌、厚度和方阻等进行了表征。其次,对器件制备的关键工艺进行了深入研究,完成了石墨烯光电探测器件的制备。优化研究了石墨烯图形化、光刻胶选择、金属电极的蒸镀与剥离以及退火等工艺。再次,应用Keithley 4200-SCS型半导体性能测试设备和635nm的激光光源对石墨烯光电探测器件的光电性能进行了测试分析,获得了常规双极型曲线,并对影响石墨烯电学特性的因素,如二氧化硅衬底材料、薄膜材料表面掺杂情况以及金属/石墨烯的接触等进行了分析。同时,也对石墨烯的光学性质、光电流产生方式以及光学性能进行了简单分析与研究。此外,对石墨烯/硅基肖特基结光电探测器件的制备及性能进行了研究,主要介绍了石墨烯/硅基异质结光电探测器件的制备、器件的工作原理以及器件的性能,得到了器件在有无光照下的I-V曲线和器件在有无光照情况下明暗电流的比值,以及器件在低温下的电流变化情况。文章为石墨烯光电探测器件的进一步研究提供了可靠的工艺参考,为后续研究高性能、多样化的光电器件奠定了实验基础。

关键词：石墨烯光电探测器件化学气相沉积关键工艺场效应结构肖特基结光电性能

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光电探测器件高低温光参数测试方法研究

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信息技术与标准化 2008年第4期 39-41页

作者：刘秀娟王宝友赵英提刘旺桂林电子科技大学中国电子技术标准化研究所中国科学院半导体研究所

提出一种在线测试光电探测器高温和低温光参数的测试方法。该方法通过一个小型的温度试验腔来实现,并与标准器件的参数对比得到被测器件的相关参数,得出与理论相协调的试验结果,能够满足器件可靠性评估的测试要求。

关键词：光电探测器件光参数测试方法

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红外焦平面列阵和光电探测器件的研究

红外焦平面列阵和光电探测器件的研究

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2009中国功能材料科技与产业高层论坛

作者：赵连城哈尔滨工业大学信息功能材料与器件实验室

本文指出:红外探测器的研究目前主要集中在改善单元器件性能,发展大型光电扫描列阵,提高使用温度,以及追求廉价和使用方便;提高灵敏度和焦平面列阵复杂成像系统的图像清晰度在军用和民用中取得了重要进展,如红外热成像、导航、探测、监... 详细信息

本文指出:红外探测器的研究目前主要集中在改善单元器件性能,发展大型光电扫描列阵,提高使用温度,以及追求廉价和使用方便;提高灵敏度和焦平面列阵复杂成像系统的图像清晰度在军用和民用中取得了重要进展,如红外热成像、导航、探测、监视、测距和通信系统等。接着,综合分析了量子阱和超晶格、双波段量子阱、量子点

关键词：光电探测器件量子阱红外光电红外焦平面列阵双色探测器

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红外焦平面列阵和光电探测器件的研究

红外焦平面列阵和光电探测器件的研究

引用

2009全国功能材料科技与产业高层论坛

作者：赵连城哈尔滨工业大学信息功能材料与器件实验室黑龙江哈尔滨 150001

红外探测器的研究目前主要集中在改善单元器件性能，发展大型光电扫描列阵，提高使用温度，以及追求廉价和使用方便;提高灵敏度和焦平面列阵复杂成像系统的图像清晰度在军用和民用中取得了重要进展，如红外热成像、导航、探测、监视、... 详细信息

红外探测器的研究目前主要集中在改善单元器件性能，发展大型光电扫描列阵，提高使用温度，以及追求廉价和使用方便;提高灵敏度和焦平面列阵复杂成像系统的图像清晰度在军用和民用中取得了重要进展，如红外热成像、导航、探测、监视、测距和通信系统等。本文综合分析了量子阱和超晶格、双波段量子阱、量子点红外光电薄膜材料和器件的研究现状和发展趋势，着重介绍了量子阱和超晶格红外光电薄膜材料探测器件的优越性，重点研究了GaAs/AlGaAs量子阱红外光电薄膜材料的特点，及其探测器焦平面列阵的结构。

关键词：红外探测器红外焦平面阵列光电探测器件红外成像系统量子阱超晶格光电薄膜材料

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光电探测器件

光电探测器件

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作者：王晓杨定宇刘欣孙永朝李蔚 610065 四川省成都市西南航空港经济开发区学府路1段24号

本发明提供了一种光探测器件，属于光电子技术领域。包括透明衬底、导电阳极、空穴传输层、钙钛矿调控层、可见光敏感层、电子传输层和金属阴极，其中，钙钛矿调控层的材料为(F‑NH3I)2PbI2，F‑NH3I结构为：钙钛矿调控层能够吸收紫外波... 详细信息

标准号: CN114899317A

本发明提供了一种光探测器件，属于光电子技术领域。包括透明衬底、导电阳极、空穴传输层、钙钛矿调控层、可见光敏感层、电子传输层和金属阴极，其中，钙钛矿调控层的材料为(F‑NH₃I)₂PbI₂，F‑NH₃I结构为：钙钛矿调控层能够吸收紫外波段的光波，可见光敏感层能够吸收500nm‑730nm的光波。本发明的光电探测器件利用钙钛矿调控层吸收短波段的光，并利用可见光敏感层吸收强波段的光，使得仅有蓝光和红光的光子装换为电子且输出电路，实现了光电探测器件的双波段响应，同时，本发明的光电探测器件为“三明治”结构，具有制备工艺简单和成本低的优点。

关键词：调控层钙钛矿光电探测器件可见光敏感层光波吸收三明治光电子技术领域电子传输层光探测器件空穴传输层导电阳极金属阴极输出电路制备工艺紫外波段短波段双波段波段光子衬底红光蓝光透明响应

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光电探测器件、显示基板及显示装置

光电探测器件、显示基板及显示装置

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作者：李超杜建华关峰强朝辉王治吕杨罗超吴昊 100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号

本发明提供一种光电探测器件、显示基板及显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的光电探测器件结构复杂且不具有自我保护功能的问题。本发明的一种光电探测器件，包括：衬底、位于衬底上的叠层设置的光敏器件和第一薄膜晶体管；光... 详细信息

标准号: CN111682037B

本发明提供一种光电探测器件、显示基板及显示装置，属于显示技术领域，其可解决现有的光电探测器件结构复杂且不具有自我保护功能的问题。本发明的一种光电探测器件，包括：衬底、位于衬底上的叠层设置的光敏器件和第一薄膜晶体管；光敏器件包括：依次位于衬底上的底电极、第一半导体层、本征半导体层、第二半导体层和顶电极；第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型相反；光敏器件的顶电极用作第一薄膜晶体管的栅极。

关键词：半导体层光电探测器件光敏器件衬底薄膜晶体管顶电极本征半导体层自我保护功能掺杂类型显示基板显示装置底电极叠层

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Ⅰ—Ⅴ变换器在光电探测器件测试中的应用

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半导体光电 1982年第2期 68-71页

作者：赵庆添

一、引言目前对光电探测器件的光谱响应范围,响应度、量子效率、噪声电流、暗电流等参数的测试中,都遇到如何正确测试其器件“短路”电流的问题。不论是PIN二极管,还是APD二极管,本质上是一个电流源。为使器件产生的信号电流与入射光通... 详细信息

一、引言目前对光电探测器件的光谱响应范围,响应度、量子效率、噪声电流、暗电流等参数的测试中,都遇到如何正确测试其器件“短路”电流的问题。不论是PIN二极管,还是APD二极管,本质上是一个电流源。为使器件产生的信号电流与入射光通量之间保持良好线性关系,其器件必须在低的阻抗线路中工作,最好是采用Ⅰ—Ⅴ变换器的方法。本文仅以Si—RAPD的响应度、响应范围为

关键词：变换器光电探测器件响应度 RAPD 反馈电阻转换器辐射通量光谱响应曲线被测器件噪声电流信号电流

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光电探测器件、显示基板及显示装置

光电探测器件、显示基板及显示装置

引用

作者：李超杜建华关峰强朝辉王治吕杨罗超吴昊 100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号

标准号: CN111682037A

关键词：半导体层光电探测器件光敏器件衬底薄膜晶体管顶电极本征半导体层自我保护功能掺杂类型显示基板显示装置底电极叠层

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