紅外光電探測(cè)器新突破！多維信息獲取成新趨勢(shì)
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】紅外光電探測(cè)器在眾多領(lǐng)域，如夜視、天文學(xué)、光通信、健康監(jiān)測(cè)和遙感等，均扮演著至關(guān)重要的角色。當(dāng)前，紅外光電探測(cè)器的發(fā)展聚焦于集成化和智能化，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于利用單個(gè)光電探測(cè)器獲取目標(biāo)的多維光學(xué)信息，包括強(qiáng)度、光譜、偏振等。然而，將光譜檢測(cè)與偏振檢測(cè)功能集成到單一的紅外光電探測(cè)器中，仍面臨著工藝和性能方面的諸多挑戰(zhàn)。
近日，紅外科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王旭東副研究員團(tuán)隊(duì)在多維光學(xué)信息獲取領(lǐng)域取得突破。他們提出了一種基于非對(duì)齊單極勢(shì)壘光電探測(cè)器(MUBP)的創(chuàng)新技術(shù)，為多光譜檢測(cè)和偏振檢測(cè)集成到單一光電探測(cè)器中提供了一種切實(shí)可行的方法，為紅外探測(cè)器的集成化與智能化發(fā)展開辟了新的思路。
研究團(tuán)隊(duì)提出的MUBP結(jié)構(gòu)，通過精準(zhǔn)的能帶工程設(shè)計(jì)，采用了兩端勢(shì)壘結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了偏壓可切換的雙光譜檢測(cè)功能。與三端器件相比，這種兩端器件無(wú)需額外的公共電極，因此其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作工藝更為簡(jiǎn)便，且填充因子更高。
研究團(tuán)隊(duì)利用各向異性半導(dǎo)體材料黑磷(bP)和黑砷磷(b-AsP)作為吸收層，中間以二硫化鉬(MoS?)為勢(shì)壘層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該光電探測(cè)器能夠分別在正向偏壓和反向偏壓下對(duì)目標(biāo)的偏振和光譜實(shí)現(xiàn)檢測(cè)；利用具有不同截止波長(zhǎng)的兩個(gè)吸收層，實(shí)現(xiàn)了雙光譜檢測(cè)；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了室溫下的黑體響應(yīng)。此外，在雙光譜紅外光電探測(cè)器的遠(yuǎn)程溫度測(cè)量方面表現(xiàn)出更高的準(zhǔn)確性和可靠性。
研究團(tuán)隊(duì)表示，他們將繼續(xù)深入探索多維光學(xué)信息獲取技術(shù)，為推動(dòng)光電探測(cè)器的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。目前，研究成果以“Multi-dimensional optical information acquisition based on a misaligned unipolar barrier photodetector”為題，發(fā)表在《自然·通訊》(Nature Communications)雜志上。
(資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)
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