中科院首次利用压电光电子学效应最优化硅基光探测器的性能

索比光伏网讯:

随着硅基集成电路在生活和科技中的普及，硅基的光电探测器也在光电子学领域展示出巨大的作用。通过与现有的纳米加工技术相结合，硅基光电探测器的性能得到了大幅度的提高，然而现有的硅基光电探测器在调控和输出性能优化方面依然面临着进一步的挑战。近年来，综合考虑半导体、光激发和压电特性三者之间耦合的压电光电子学效应通过压电半导体材料的压电势来调节和控制界面或者结区载流子的产生、分离、传输以及其他复合过程，从而实现对激光二激管、太阳能电池、光探测器等多种光电子器件的调控输出和性能增强，但调控的极值效果一直未在实验中观察到。 

近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所王兆娜博士，于若蒙和温肖楠等人在王中林院士的领导下首次实现了压电光电子学效应优化的硅基可见光传感器。这项工作首次利用压电半导体的压电效应来调控非压电半导体材料硅的光电性能，并在实验上首次观察到压电光电子学效应对光电流调控的最优化效果。在压电光电子学效应的调控下，光探测器的响应相对增强了177%，同时响应时间也相对缩减了87%。这项研究结果为非压电材料的光电性能的调控开启了一种便于操控的新途径，并进一步拓宽压电效应在非压电材料中的应用。相关研究成果发表在ACS Nano杂志上（DOI 10.1021/nn506427p）。

论文通讯作者王中林院士是中国科学院北京纳米能源与系统研究所首席科学家，研究所是由中国科学院和北京市联合共建的科研机构。