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基于等离激元热电子效应的光电晶体管制备及其特性 被引量：2
1
作者 陈广甸 翟雨生 +1 位作者 李裕培 王琦龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期517-522,共6页
为了解决典型宽禁带半导体光电探测器件的工作波段限制材料禁带宽度的问题,对基于表面等离激元热电子效应的光电晶体管进行了制备和光电性能研究,提出一种采用重掺杂的硅片作为背栅极、二氧化硅(SiO_2)氧化层作为绝缘层,且能利用等离激... 为了解决典型宽禁带半导体光电探测器件的工作波段限制材料禁带宽度的问题,对基于表面等离激元热电子效应的光电晶体管进行了制备和光电性能研究,提出一种采用重掺杂的硅片作为背栅极、二氧化硅(SiO_2)氧化层作为绝缘层,且能利用等离激元热电子效应的光电晶体管,有望实现响应光谱的调控。利用热退火方法在绝缘层表面修饰金纳米颗粒,并结合射频溅射、物理掩模和真空热蒸镀的方法实现了热电子效应铟镓锌氧化物(IGZO)光电晶体管。器件的光学和电学性能测试结果表明:修饰金纳米颗粒的光电晶体管在658nm红光入射下产生明显的光电响应,外加90V栅极偏压时,光电流提升约为2.2倍。金纳米颗粒修饰的等离激元热电子结构有效调控了该型晶体管的响应光谱范围,不受材料禁带宽度的限制,而且晶体管的背栅调控进一步放大光电流,提高了器件的量子效率。 展开更多
关键词 光电探测 等离激元 热电子 禁带宽度 铟镓锌氧化物
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石墨烯-MnBi_(2)Te_(4)异质结室温高灵敏度太赫兹探测器 被引量：1
2
作者 胡臻智 刘肇国 +4 位作者 周桓立 杨宗儒 宋元军 张晓阳 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期226-233,共8页
太赫兹技术因其在医学成像、深空探索、无线通信、无损检测等领域的应用前景而受到广泛关注。然而,常温条件下对太赫兹辐射进行高灵敏度检测仍然是一个极大的技术挑战。文中利用低热导率的磁性拓扑绝缘体MnBi_(2)Te_(4)与高热导率的石... 太赫兹技术因其在医学成像、深空探索、无线通信、无损检测等领域的应用前景而受到广泛关注。然而,常温条件下对太赫兹辐射进行高灵敏度检测仍然是一个极大的技术挑战。文中利用低热导率的磁性拓扑绝缘体MnBi_(2)Te_(4)与高热导率的石墨烯形成范德华异质结,进而构建了一种异质结结构的太赫兹探测器。室温条件下,在0.04 THz与0.12 THz的频率太赫兹辐射照射下,探测器展现出超快的光电响应速度(16μs)和较高的响应度(0.43 mA/W和4.61 mA/W),同时具备较低的噪声等效功率(2.04 nW/Hz^(1/2)和190.58 pW/Hz^(1/2))。结果表明,基于石墨烯-MnBi_(2)Te_(4)异质结的太赫兹探测器在太赫兹探测领域具有巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 太赫兹探测器 光热电效应 拓扑绝缘体 范德华异质结
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等离激元增强金硅肖特基结近红外光电探测器进展 被引量：2
3
作者 王琦龙 李裕培 +3 位作者 翟雨生 计吉焘 邹海洋 陈广甸 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期29-42,共14页
表面等离激元共振衰减诱导热电子,因其能量高、分布窄、打破半导体禁带宽度限制等特点被广泛应用于拓展半导体光电转换的响应光谱,如拓展宽禁带半导体的响应光谱至可见光波段,拓展硅的响应波段至近红外。此外,还可以通过调节表面等离激... 表面等离激元共振衰减诱导热电子,因其能量高、分布窄、打破半导体禁带宽度限制等特点被广泛应用于拓展半导体光电转换的响应光谱,如拓展宽禁带半导体的响应光谱至可见光波段,拓展硅的响应波段至近红外。此外,还可以通过调节表面等离激元结构调控响应光谱和实现偏振探测,在实现硅基近红外光电探测领域具有重要的应用价值。从表面等离激元以及表面等离激元内光电效应的机理出发,综述了表面等离激元热电子原理在实现硅基近红外光电探测方面的研究进展,并总结了表面等离激元结构的形貌,尺寸、分布等因素对热电子的产生(外量子效率)和注入效率(内量子效率)的影响。最后展望了基于表面等离激元结构的硅基肖特基结近红外光电探测的研究方向。 展开更多
关键词 表面等离激元 内光电效应 硅基 近红外 光电探测
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表面等离激元纳米结构增效的光电探测器进展(特邀) 被引量：7
4
作者 何伟迪 苏丹 +5 位作者 王善江 周桓立 陈雯 张晓阳 赵宁 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期112-123,共12页
光电探测器作为航空航天、深空探测和环境监测等领域的核心器件之一,具有重要的科学研究和实用价值。表面等离激元具有可突破光学衍射极限、实现纳米聚焦的性质,为光电探测器的性能提升提供了全新的技术手段,是近年来光电探测增效研究... 光电探测器作为航空航天、深空探测和环境监测等领域的核心器件之一,具有重要的科学研究和实用价值。表面等离激元具有可突破光学衍射极限、实现纳米聚焦的性质,为光电探测器的性能提升提供了全新的技术手段,是近年来光电探测增效研究领域的热点之一。文中围绕表面等离激元纳米结构增效的光电探测器研究展开综述,首先介绍了各类表面等离激元纳米结构的物理特性,主要包括局域表面等离激元结构和传导型的表面等离极化激元结构,以及由表面等离激元金属和半导体材料构成的异质结构;然后重点从探测器性能、探测原理和工艺方法等角度,介绍了等离激元纳米结构增强的光电探测器的研究进展;最后对表面等离激元纳米结构增效的光电探测器及其在未来面临的挑战进行了总结和展望。 展开更多
关键词 表面等离激元 纳米结构 光电探测器
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基于周期性光栅结构的表面等离激元探测 被引量：7
5
作者 计吉焘 翟雨生 +3 位作者 吴志鹏 马祥宇 穆慧惠 王琦龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期526-534,共9页
表面等离激元具有突破光学衍射极限、局域场增强等特点,有望代替电子和光子作为信号载体,综合光学系统的高带宽特性与电子系统的紧凑性,构建新一代高速、高集成化的光电集成电路。为了有效探测表面等离激元,基于时域有限差分法提出一种... 表面等离激元具有突破光学衍射极限、局域场增强等特点,有望代替电子和光子作为信号载体,综合光学系统的高带宽特性与电子系统的紧凑性,构建新一代高速、高集成化的光电集成电路。为了有效探测表面等离激元,基于时域有限差分法提出一种基于周期性光栅的平面型表面等离激元探测结构模型,其中包括耦合光栅、条形波导以及探测光栅。首先简要阐述了探测结构的工作原理,并建立了工作在670,1310和1550 nm波段的仿真模型;同时研究等离激元耦合效率随入射光偏振角度的变化以及等离激元吸收率与波导长度的关系;最后实验制备了相应的表面等离激元探测结构。结果表明:表面等离激元的耦合效率与偏振角度成余弦平方关系;在670 nm波段,吸收率在波导长度为5μm的条件下为4.3%,衰减长度为17.1μm,与表面等离激元传播长度的理论值17.5μm基本吻合;实验测得的光电流随偏振角度的变化趋势与仿真的吸收率变化趋势一致,证实了上述模型能够实现对表面等离激元的有效探测。所提出的表面等离激元探测结构模型为将来高速、集成化的新型光电集成电路提供了理论和实验基础。 展开更多
关键词 光电器件 表面等离激元 周期性光栅 光电集成电路
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低维材料太赫兹探测器研究进展(特邀) 被引量：5
6
作者 刘肇国 周桓立 +2 位作者 何伟迪 赵宁 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期124-133,共10页
太赫兹技术在无损检测、生物医学、工业检查、环境监测、局域通信和国防安全等领域具有广阔的应用前景。太赫兹系统中太赫兹探测器是其核心器件,其性能决定了太赫兹系统的应用市场,是推动太赫兹技术进一步发展的重要研究方向之一。但是... 太赫兹技术在无损检测、生物医学、工业检查、环境监测、局域通信和国防安全等领域具有广阔的应用前景。太赫兹系统中太赫兹探测器是其核心器件,其性能决定了太赫兹系统的应用市场,是推动太赫兹技术进一步发展的重要研究方向之一。但是,太赫兹波段较低的光子能量使得实现高速、灵敏的太赫兹探测颇有挑战。随着纳米技术和新材料制备技术的进步,低维材料的高迁移率、宽响应频带等性能为太赫兹探测器提供了新的机遇,低维材料太赫兹探测器得到广泛关注,其主要优势是高灵敏度、宽频带和低噪声,在近年来取得了显著的研究进展。虽然太赫兹探测器已经取得突破性发展,但各类太赫兹探测器仍然存在一些问题。在此背景下,文中从太赫兹探测器的分类出发,简要介绍了测辐射热计、热释电探测器、等离子体共振探测器和热载流子调控探测器的物理机制以及最新研究进展,并展望了未来低维材料太赫兹探测器的发展方向。 展开更多
关键词 太赫兹探测器 低维材料 研究进展
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高增益红外单光子探测技术研究进展(特邀) 被引量：2
7
作者 吴静远 刘肇国 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期161-170,共10页
超灵敏单光子探测是光量子信息和量子调控领域发展的关键技术,实现高效率、超灵敏、低功耗以及低成本的单光子探测具有重要的科学意义和应用价值。与可见光波段的Si基单光子探测器相比,红外响应单光子探测器目前在成本和性能方面都存在... 超灵敏单光子探测是光量子信息和量子调控领域发展的关键技术,实现高效率、超灵敏、低功耗以及低成本的单光子探测具有重要的科学意义和应用价值。与可见光波段的Si基单光子探测器相比,红外响应单光子探测器目前在成本和性能方面都存在较大差距,探索基于新材料和新机制的红外单光子探测技术是光电探测领域发展的迫切需求。近年来,低维材料由于其独特的物化性质,为研制高增益、室温工作和宽波段响应的探测器提供了新的可能,高性能低维材料光电探测技术也成为了当前红外探测领域的研究热点。文中首先回顾了传统雪崩类半导体红外光电探测器的基本原理,在此基础上,介绍了基于新型低维材料的雪崩机制光电探测技术的最新进展,之后讨论了光诱导栅压效应型光电探测器件的新型光增益放大机制,并描述了在该工作机制下相关低维材料红外探测器的基本结构和性能表现。最后展望了高增益红外单光子探测技术的未来发展方向和面临的挑战。 展开更多
关键词 单光子 雪崩机制 低维材料 红外探测器
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显微激光诱导电流技术研究进展 被引量：1
8
作者 吕磊 苏丹 +4 位作者 杨毅 王善江 周桓立 刘肇国 张彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期201-212,共12页
随着光电器件的研究步入微米/纳米尺度,显微激光诱导电流(LBIC)技术作为一种半导体器件的无损、快速、可成像的表征技术得到迅速发展。显微LBIC技术可表征局域光照激励下器件的光电转换性能,起初被用于检测器件中的不均匀性或缺陷。近年... 随着光电器件的研究步入微米/纳米尺度,显微激光诱导电流(LBIC)技术作为一种半导体器件的无损、快速、可成像的表征技术得到迅速发展。显微LBIC技术可表征局域光照激励下器件的光电转换性能,起初被用于检测器件中的不均匀性或缺陷。近年来,将显微LBIC技术与其他显微成像技术相关联,进行器件多物理参量的综合表征,为研究微纳尺度上的材料-结构-器件性能关系提供了有效手段。基于这一表征手段的进步,光伏器件中微观晶体结构与性能的关系研究、全新机理的低维光伏/探测器件研究、以及微纳结构的光伏/探测增强研究等均得到了蓬勃发展。文中综述了显微LBIC技术的研究进展,首先介绍显微LBIC的基本模型及分类,随后聚焦于LBIC与其他多种显微成像的关联表征技术,并探讨该类技术在光伏器件和光电探测器件研究方面的应用。最后展望了显微LBIC及其关联成像技术的未来发展方向。 展开更多
关键词 激光诱导电流 微纳结构 光伏器件 光电探测器件
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具有取向转换膜的偏振无关模式控制液晶透镜 被引量：1
9
作者 黎四明 李青 董旭辉 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1293-1301,共9页
本文针对液晶透镜在变焦眼镜方面的应用,研制完成了具有取向转换膜的偏振无关的模式控制液晶透镜。首先通过仿真,论证了采用取向转换膜实现偏振无关的模式控制液晶透镜的可行性,接着在实验中研究并优化了取向转换膜的制备参数,最后完成... 本文针对液晶透镜在变焦眼镜方面的应用,研制完成了具有取向转换膜的偏振无关的模式控制液晶透镜。首先通过仿真,论证了采用取向转换膜实现偏振无关的模式控制液晶透镜的可行性,接着在实验中研究并优化了取向转换膜的制备参数,最后完成了偏振无关的液晶透镜的制备。测试结果表明,8 mm孔径大小的液晶透镜具有偏振无关的特性,同时具有变焦调节特性,实现了0~1.590 D的屈光度调节。 展开更多
关键词 双层模式控制液晶透镜 偏振无关 取向转换膜 可变焦眼镜
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