基于二维材料的快速响应金属-半导体-金属结构光电探测器研究进展 被引量：5

1

作者 何嘉玉 陈克强 +6 位作者 冀婷 石林林 冯琳 李国辉 郝玉英 张晗 崔艳霞 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期745-762,共18页

快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求。目前,市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料,但是其制作工艺复杂、成本较高,并且机械灵活性差。以石墨烯、二硫化钼为代... 快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求。目前,市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料,但是其制作工艺复杂、成本较高,并且机械灵活性差。以石墨烯、二硫化钼为代表的二维材料具有独特的层状结构以及良好的光学、电学、热学和机械特性,是制备光电探测器的理想材料。尤其是部分二维材料所拥有的超高载流子迁移率特性,十分适用于研制快速响应光电探测器。近年来,一系列基于二维材料的金属-半导体-金属结构光电探测器(Metal-semiconductor-metal photodetectors,MSM-PDs)被陆续报道,很多具有1μs以下的快速响应特性。本文以基于二维材料的快速响应MSM-PDs为主题进行综述。首先介绍了MSM-PDs中的基本结构及工作原理,深入剖析了决定其响应速度的主要因素。随后介绍了石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、三元硒氧铋等二维材料的分子结构、光学、电学等特性,并对各类二维材料在MSM-PDs的应用进行对比。然后分类介绍了响应速度在1μs以下的欧姆接触型、肖特基接触型以及基于表面等离激元效应二维材料MSM-PDs的研究进展。最后总结全文,并对二维材料在快速响应光电探测器中的应用前景及发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 光电探测器 快速响应 二维材料 石墨烯 过渡金属硫化物 黑磷 二维钙钛矿 金属-半导体-金属

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金属-半导体-金属光电探测器的瞬态特性分析 被引量：3

2

作者 孙亚春 王庆康 《光电子技术》 CAS 2003年第2期121-125,共5页

给出了金属 -半导体 -金属光电探测器 ( MSM- PD)高频特性的等效电路模型 ,在此模型基础上编写模拟分析程序 ,分析了探测器相关器件参数对器件截止频率的影响 。

关键词 金属-半导体-金属光电探测器 MSM-PD 等效电路 截止频率 瞬态特性 光纤通信

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金属-无机半导体-金属光电探测器的研究进展 被引量：2

3

作者 高琳华 崔艳霞 +4 位作者 梁强兵 刘艳珍 李国辉 范明明 郝玉英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期221-239,共19页

金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PDs)本身固有的高速、高响应率、易集成等特性使其在光纤通信、传感、制导等多个领域受到广泛关注。文中围绕金属-无机半导体-金属光电探测器展开综述。首先介绍了MSM-PDs的基本结构,包含共面和垂直两... 金属-半导体-金属光电探测器(MSM-PDs)本身固有的高速、高响应率、易集成等特性使其在光纤通信、传感、制导等多个领域受到广泛关注。文中围绕金属-无机半导体-金属光电探测器展开综述。首先介绍了MSM-PDs的基本结构,包含共面和垂直两种类型。紧接着,介绍了MSM-PDs具体的工作原理,除了常见的光电导型及肖特基型工作原理,还介绍了以金属作为吸光层的热载流子光电探测器的工作原理。随后,详细介绍了以GaAs、InGaAs、Si/Ge等无机材料作为半导体层的MSM-PDs在过去所取得的研究进展。此外,还介绍了利用金属微纳结构拓展较宽带隙半导体材料MSM-PDs在红外波段响应特性的研究进展。最后,总结全文并对MSM-PDs未来的发展做出了展望。 展开更多

关键词 金属-半导体-金属 光电探测器 肖特基 红外 金属微纳结构

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基于应变锗的金属—半导体—金属光电探测器

4

作者 李鸿翔 张倩 +1 位作者 刘冠宇 薛忠营 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第9期747-754,共8页

通过对锗(Ge)半导体材料进行拉伸应变和n型掺杂,可以提高其电子迁移率和发光性能。将薄膜卷曲技术与微电子加工技术相结合,制备出悬浮的Ge微米带结构,实现了单轴和双轴2种不同的应变状态,并且可以通过调整光刻图案来控制Ge的应变状态和... 通过对锗(Ge)半导体材料进行拉伸应变和n型掺杂,可以提高其电子迁移率和发光性能。将薄膜卷曲技术与微电子加工技术相结合,制备出悬浮的Ge微米带结构,实现了单轴和双轴2种不同的应变状态,并且可以通过调整光刻图案来控制Ge的应变状态和大小。利用这一方法,制备出了高性能双轴应变Ge对称型肖特基接触金属-半导体-金属(MSM)光电探测器。经测试,在1 V偏压和入射功率为1 000 nW的863 nm激光下,该探测器具有低至nA量级的暗电流和高达713的电流开/关比。该性能的实现主要是依赖于双轴应变和掺杂对Ge能带的修饰。研究结果展示了应变Ge在光电探测领域的优势,也证明了其在Si兼容光学通信设备中的应用潜力。 展开更多

关键词 绝缘体上锗(GOI) 应变锗(Ge) 肖特基接触 光电探测器 金属-半导体-金属(MSM)

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掺银硫系玻璃光电探测器响应波长特性研究

5

作者 吕松竹 赵建行 +3 位作者 周姚 曹英浩 宋瑛林 周见红 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期343-350,共8页

由于硫系玻璃具有良好的光学性质,在非线性光学等方面研究广泛,但基于硫系玻璃光电探测器的相关研究却很少。本文利用真空共热蒸发技术制备了不同掺银比例的硫系玻璃薄膜作为半导体膜层结构,并设计构建了金属-绝缘体-半导体结构的自供... 由于硫系玻璃具有良好的光学性质,在非线性光学等方面研究广泛,但基于硫系玻璃光电探测器的相关研究却很少。本文利用真空共热蒸发技术制备了不同掺银比例的硫系玻璃薄膜作为半导体膜层结构,并设计构建了金属-绝缘体-半导体结构的自供电光电探测器,探究了该光电探测器的响应光谱范围。结果表明,该探测器对可见光到近红外区域的光均有响应。针对掺银硫系玻璃光电探测器在635 nm波长激光下,研究了探测器响应电压与激发功率之间的关系。当激光功率小于10 mW时,探测器响应电压与激发功率线性相关;当激光功率大于10 mW时,探测器响应电压逐渐饱和。探测器的上升和衰减时间分别为3.932 s和1.522 s。本研究为硫系玻璃材料在自供电光电探测器领域的应用提供了证明。 展开更多

关键词 硫系玻璃 光电探测器 金属-绝缘体-半导体

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光通信中的主流光电探测器研究 被引量：5

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作者 阮乂 宁提纲 +2 位作者 裴丽 胡旭东 祈春慧 《光电技术应用》 2008年第3期9-12,共4页

对光通信系统解复用接收部分中的关键器件——主流光电探测器进行综合比较、优缺点分析与展望.分别对PIN光电探测器,普通雪崩二极管,超晶格雪崩二极管,波导型光电探测器,振腔增强型光电探测器,金属-半导体-金属光电探测器的原理和特点... 对光通信系统解复用接收部分中的关键器件——主流光电探测器进行综合比较、优缺点分析与展望.分别对PIN光电探测器,普通雪崩二极管,超晶格雪崩二极管,波导型光电探测器,振腔增强型光电探测器,金属-半导体-金属光电探测器的原理和特点做了简要概括,并做系统比较,最后对光电探测器发展前景进行展望. 展开更多

关键词 PIN光电探测器 雪崩二极管 超晶格雪崩二极管 波导型光电探测器 振腔增强型光电探测器 金属-半导体-金属 光电探测器

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MSM光电探测器电磁场特性的TLM方法模拟 被引量：1

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作者 石世长 王庆康 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期43-49,共7页

介绍了利用传输线矩阵方法模拟和分析金属 -半导体 -金属光电探测器指栅电容的频率响应。应用时域电磁场三维 TL M方法模拟分析了指栅间距和指栅间的耦合长度与光电探测器截止频率的关系。文中还报道了本项研究所开发的三维电磁场时域... 介绍了利用传输线矩阵方法模拟和分析金属 -半导体 -金属光电探测器指栅电容的频率响应。应用时域电磁场三维 TL M方法模拟分析了指栅间距和指栅间的耦合长度与光电探测器截止频率的关系。文中还报道了本项研究所开发的三维电磁场时域模拟器 TLM Simulator 2 .0及其功能。数值实验结果说明模拟器对微波结构的电磁场模拟是精确、有效的 ,具有很好的应用价值。 展开更多

关键词 传输线矩阵方法 金属-半导体-金属光电探测器 电磁场特性

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用于塑料光纤通信的空间调制光电探测器

8

作者 刘娜 谢生 +2 位作者 郭增笑 毛陆虹 张世林 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第11期30-33,共4页

基于UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺流程,设计了一种全差分输出的空间调制光电探测器(SMPD)。利用商用器件仿真器ATLAS建立了器件模型,对N-well宽度和间距进行了优化。基于优化的器件结构,对SMPD的光谱响应、带宽和瞬态特性进行了二维模拟... 基于UMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺流程,设计了一种全差分输出的空间调制光电探测器(SMPD)。利用商用器件仿真器ATLAS建立了器件模型,对N-well宽度和间距进行了优化。基于优化的器件结构,对SMPD的光谱响应、带宽和瞬态特性进行了二维模拟。模拟结果表明,探测器在650nm处的响应度为0.23A/W,当器件有效受光面积为120μm×120μm、反偏电压为5V时,-3dB带宽约为942MHz。瞬态响应曲线表明,器件可用于1.25Gb/s数据速率的光探测。 展开更多

关键词 光电探测器 空间调制 塑料光纤 互补金属-氧化物-半导体

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基于离心铸造法制备的CsPbBr_(3)多晶薄膜及其光电性能

9

作者 云文磊 郭喜涛 +1 位作者 冯林 邓文娟 《半导体技术》 北大核心 2025年第4期358-364,共7页

金属卤化物钙钛矿因具有优异的光电特性,被广泛应用于光电探测器。然而,溶液法制备钙钛矿多晶薄膜的工艺复杂,且薄膜的连续性和致密度不高,进而影响其光电性能。使用溶液处理离心铸造法快速制备了连续且致密的CsPbBr_(3)多晶薄膜,采用... 金属卤化物钙钛矿因具有优异的光电特性,被广泛应用于光电探测器。然而,溶液法制备钙钛矿多晶薄膜的工艺复杂,且薄膜的连续性和致密度不高,进而影响其光电性能。使用溶液处理离心铸造法快速制备了连续且致密的CsPbBr_(3)多晶薄膜,采用叉指金电极构建了金属-半导体-金属结构的CsPbBr_(3)微米晶薄膜光电探测器。利用离心力增强CsPbBr_(3)微米晶粒之间的接触,形成连续且致密的高质量薄膜,最终有效地提升了CsPbBr_(3)多晶薄膜光电探测器的性能。所制备的光电探测器表现出出色的弱光电探测能力,在520 nm波长光源照射下,器件的光响应度和比探测率分别达到525 mA/W和2.8×10^(12)Jones。研究结果表明,通过离心铸造法能够有效地提高溶液处理的钙钛矿多晶薄膜的质量,进而提升其光电器件性能。 展开更多

关键词 金属卤化物钙钛矿 离心铸造法 金属-半导体-金属结构 CsPbBr_(3)多晶薄膜 光电探测器

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基于PSPICE的光接收机电路设计与仿真

10

作者 王苹 解光军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期542-545,共4页

文章基于PSPICE通用软件,设计了一个由金属-半导体-金属Schottky势垒光探测器(MSM-PD)组成的GaAs光接收机电路,并对其进行了电路级仿真,仿真结果显示达到了设计目的。

关键词 光电集成电路 金属-半导体-金属schottky势垒光电探测器 光接收机

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一种850nm单片集成光接收机前端

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作者 冯欧 冯忠 +5 位作者 杨立杰 焦世龙 蒋幼泉 陈堂胜 李拂晓 叶玉堂 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期350-355,共6页

采用0.5μm GaAs PHEMT工艺和台面光刻互连工艺研制了一种850nm光接收机前端单片电路,包括金属-半导体-金属光探测器和跨阻前置放大器。探测器光敏面积约2000μm2,电容小于0.15pF,4V偏压下的暗电流小于14nA。跨阻前置放大器-3dB带宽接近... 采用0.5μm GaAs PHEMT工艺和台面光刻互连工艺研制了一种850nm光接收机前端单片电路,包括金属-半导体-金属光探测器和跨阻前置放大器。探测器光敏面积约2000μm2,电容小于0.15pF,4V偏压下的暗电流小于14nA。跨阻前置放大器-3dB带宽接近10GHz,跨阻增益约43dBΩ。光接收机前端在输入2.5Gb/s非归零伪随机二进制序列调制的850nm光信号下得到较为清晰的输出眼图。 展开更多

关键词 金属-半导体-金属光探测器 跨阻前置放大器 光电集成电路 台面 眼图

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