傳統肖特基探測器和勢壘可光調諧的肖特基紅外探測器的對比

近日，中科院重慶綠色智能技術研究院微納制造與系統集成研究中心在《創新》(The Innovation)上發表了題為Schottky Infrared Detectors with Optically Tunable Barriers Beyond the Internal Photoemission Limit的研究論文，報道了突破內光發射限制的勢壘可光調諧肖特基紅外探測器。

內光發射效應作為光電效應的重要分支，闡明了光照射至金屬-半導體界面時熱載流子如何被激發并跨越肖特基勢壘，最終進入半導體以完成光電轉換的物理過程。自1967年以來，研究人員致力于基于內光發射效應的肖特基光電探測器研究，并在拓展響應光譜范圍以及開發與硅工藝兼容的紅外探測器方面取得了進展。然而，相關探測器的性能受制于截止波長與暗電流之間的矛盾，且通常需要在低溫條件下運行。

該團隊提出了勢壘可光調諧的新型肖特基紅外探測器(SPBD)，有效解耦了光子能量與肖特基勢壘之間的關聯，使得SPBD能夠在保持高肖特基勢壘以抑制暗電流的同時，還能夠探測到低于肖特基勢壘能量的紅外光。在室溫背景下，SPBD實現了對黑體輻射的探測，并獲得了達7.2×109Jones的比探測率。該研究制備的原型器件展現出低暗電流、寬波段響應以及對黑體輻射敏感的性能。制備流程與硅基CMOS工藝具有良好的兼容性，為低成本、低功耗、高靈敏硅基紅外探測器的研制提供了新方案。

研究工作得到國家重點研發計劃等的支持。

審核編輯 黃宇