固体所在等离热电子光探测器研究上取得重要进展

作者： 2019年08月02日来源：全球化工设备网浏览量：

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光电探测器是一种能把光信号转换为电信号的仪器。光电探测器利用辐射会引起被照射材料电导率发生改变的原理制成的，根据器件对辐射响应的方式不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器；另一类是热探测器。

　　光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于红外热成像、红外遥感等方面。

　　基于光电探测器应用的广泛及其实用性，我国对其的研发一直没有放松。但在等离热电子光电探测器领域，我国主要针对的是热电子探测器的响应度提升方面，而欠缺对探测率和响应速度的研究。近日，中国科学院固体物理研究所传来好消息，称固体所制备出了高探测率、快响应速度的等离热电子光探测器。

　　在此之前，科学家们发现光可以在金属表面激发出等离基元，而等离基元可以进一步激发出高能热电子，这些热电子能越过金属/半导体肖特基结形成电流，进而实现光向电的转变，并实现光电探测。由此，近期科学家们发展了一种由金属/半导体肖特基结组成的等离热电子光探测器。相对于传统的半导体探测器，等离热电子光探测器具有特殊的优点：它能够探测能量小于半导体带隙的光子，并且其响应波长可以通过控制金属纳米结构实现可控连续调节。

　　经试验，该探测器表现出快的响应速度和高的探测率，在波长为450 nm的光照和零偏压条件下，其光响应上升和下降时间分别为112 μs和24 μs，探测率为9.8 × 1010 cmHz1/2/W。另外，科学家们通过降低肖特基势垒高度使器件的光响应度从3.4 mA/W提升到7.4 mA/W。

　　新研究成果的奥秘就在于银/氧化钛肖特基结。银/氧化钛肖特基结被认为是一种理想的热电子探测器构建材料，一方面，银能够产生高的光电转换效率，另一方面，氧化钛具有高的导带态密度，方便电子的快速转移。因此，基于银/氧化钛肖特基结的热电子探测器预期会有高的探测率和快的响应速度。

　　相关研究为等离热电子光探测器的研制和性能提升提供了参考和指导。相信以现有成果为基础，科学家们会得到启发，进行更多有建设性的研究。

　　资料来源：中国科学院固体物理研究所

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标签：光电探测器光信号电信号

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