超寬譜段覆蓋探測(cè)器原型器件問世

中科院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王建祿、胡偉達(dá)等將具有熱釋電功能的鐵電材料與低維半導(dǎo)體材料相結(jié)合，綜合利用兩類材料多機(jī)制耦合及多效應(yīng)融合，研制出紫外-可見-短、中、長波紅外超寬譜段覆蓋的探測(cè)功能原型器件。

紅外探測(cè)技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。目前，紅外探測(cè)技術(shù)正朝著高靈敏、高分辨、寬光譜的方向發(fā)展。熱探測(cè)器探測(cè)波長范圍廣，并具有室溫工作及體積方面的優(yōu)勢(shì)。低維材料有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和優(yōu)異光電特性，用于光電器件在尺寸、功耗及靈敏度上具有優(yōu)勢(shì)。然而，低吸收效率導(dǎo)致其應(yīng)用受限。

研究人員將鐵電材料與低維半導(dǎo)體材料結(jié)合，構(gòu)建場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，并將器件制備在超薄聚酰亞胺襯底上，有效改善了器件熱隔離。

據(jù)介紹，該工作通過鐵電材料與低維半導(dǎo)體材料的多機(jī)制耦合及多效應(yīng)融合，使探測(cè)器響應(yīng)光譜范圍可連續(xù)覆蓋紫外至長波紅外波段；通過鐵電材料的熱釋電效應(yīng)與低維材料的半導(dǎo)體特性及界面特性相結(jié)合，使器件的光電探測(cè)靈敏度得到極大提升。該工作融合了鐵電材料的熱釋電效應(yīng)、極化特性及低維半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)等，通過物理機(jī)制協(xié)同，制備出具有高性能的超寬光譜響應(yīng)探測(cè)器，為研發(fā)大面積柔性室溫寬光譜焦平面器件奠定了基礎(chǔ)。