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中科院首次利用壓電光電子學(xué)效應(yīng)最優(yōu)化硅基光探測器的性能

   2015-02-08 世紀(jì)新能源網(wǎng)43430
核心提示:隨著硅基集成電路在生活和科技中的普及,硅基的光電探測器也在光電子學(xué)領(lǐng)域展示出巨大的作用。通過與現(xiàn)有的納米加工技術(shù)相結(jié)合,硅基

隨著硅基集成電路在生活和科技中的普及,硅基的光電探測器也在光電子學(xué)領(lǐng)域展示出巨大的作用。通過與現(xiàn)有的納米加工技術(shù)相結(jié)合,硅基光電探測器的性能得到了大幅度的提高,然而現(xiàn)有的硅基光電探測器在調(diào)控和輸出性能優(yōu)化方面依然面臨著進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。近年來,綜合考慮半導(dǎo)體、光激發(fā)和壓電特性三者之間耦合的壓電光電子學(xué)效應(yīng)通過壓電半導(dǎo)體材料的壓電勢來調(diào)節(jié)和控制界面或者結(jié)區(qū)載流子的產(chǎn)生、分離、傳輸以及其他復(fù)合過程,從而實(shí)現(xiàn)對激光二激管、太陽能電池、光探測器等多種光電子器件的調(diào)控輸出和性能增強(qiáng),但調(diào)控的極值效果一直未在實(shí)驗(yàn)中觀察到。 

近日,中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所王兆娜博士,于若蒙和溫肖楠等人在王中林院士的領(lǐng)導(dǎo)下首次實(shí)現(xiàn)了壓電光電子學(xué)效應(yīng)優(yōu)化的硅基可見光傳感器。這項(xiàng)工作首次利用壓電半導(dǎo)體的壓電效應(yīng)來調(diào)控非壓電半導(dǎo)體材料硅的光電性能,并在實(shí)驗(yàn)上首次觀察到壓電光電子學(xué)效應(yīng)對光電流調(diào)控的最優(yōu)化效果。在壓電光電子學(xué)效應(yīng)的調(diào)控下,光探測器的響應(yīng)相對增強(qiáng)了177%,同時響應(yīng)時間也相對縮減了87%。這項(xiàng)研究結(jié)果為非壓電材料的光電性能的調(diào)控開啟了一種便于操控的新途徑,并進(jìn)一步拓寬壓電效應(yīng)在非壓電材料中的應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano雜志上(DOI 10.1021/nn506427p)。

論文通訊作者王中林院士是中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所首席科學(xué)家,研究所是由中國科學(xué)院和北京市聯(lián)合共建的科研機(jī)構(gòu)。
 
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