成田恬 1张坤 2罗曼 1,2,*孟雨欣 1[ ... ]余晨辉 1,***
作者单位
摘要
1 南通大学 信息科学技术学院 江苏省专用集成电路设计重点实验室,江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
由低维InAs材料和其他二维层状材料堆叠而成的垂直范德华异质结构在纳米电子、光电子和量子信息等新兴领域中应用广泛。探索跨结界面的电荷转移机制对于全面理解该类器件的非凡特性至关重要。第一性原理计算在揭示界面电荷转移特性与各种能量稳定型InAs基范德华异质结的电、光、磁等原理物理特性和器件性能变化之间的内在关系方面发挥着不可比拟的作用。文中梳理、总结和探讨了近年来InAs基范德华异质结间界面电荷转移特性的理论研究工作与潜在的功能应用,提出在理论方法和计算精度方面大力发展第一性原理计算的几个途径,为更好地开展InAs基范德华异质结的基础科学研究和应用器件设计提供可借鉴的量化研究基础。
InAs异质结 范德华堆叠结构 界面电荷转移 第一性原理计算 InAs heterojunction van der Waals stacking configuration interfacial charge transfer first-principles calculations 
红外与毫米波学报
2023, 42(5): 666
余晨辉 1沈倪明 1周勇 2,*成田恬 1[ ... ]罗曼 1,2,*
作者单位
摘要
1 南通大学 信息科学技术学院 江苏省专用集成电路设计重点实验室,江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
光电探测器在通讯、环境、健康和**等日常生活及****等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。
铁电局域场 低维材料 光电探测器 ferroelectric localized field low-dimensional materials photodetector 
红外与激光工程
2022, 51(7): 20220288
陈红富 1,2罗曼 1,2沈倪明 1徐腾飞 1,2[ ... ]余晨辉 1
作者单位
摘要
1 南通大学 信息科学技术学院 江苏省专用集成电路设计重点实验室,江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
自石墨烯时代以来,具有独特物理、化学和光电特性的二维层状材料(Two-Dimensional Layered Materials,2DLMs)得到了国内外科研人员的广泛关注。2DLMs因其种类的多样化与带隙的层数依赖性,光谱响应范围覆盖了紫外到红外辐射的极宽波段,具有应用于新一代光电探测器件的潜力。此外,2DLMs不受晶格匹配的限制,能以范德瓦尔斯力(Van der Waals,vdWs)与其他维度材料如体材料、纳米线和量子点等结合,制备得到性能独特且优异的复合结构器件。文中概述了几种应用在光电探测器领域的新型2DLMs异质结光电探测器的研究进展,主要包括基于二硒化钨(WSe2)、黑砷磷(AsP)、三硫化铌(NbS3)、二硒化钯(PbSe2)等异质结光电探测器,这些异质结光电探测器在异质结器件结构设计与新型二维半导体工艺技术应用方面做出了创新,在器件增益、结整流比、响应速度与波长探测范围等多个重要器件性能方面获得了突破性的研究成果。同时,文中还简要分析了这类器件研究当前所面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。
二维层状材料 异质结 光电探测器 two-dimensional materials heterojunction photodetector 
红外与激光工程
2021, 50(1): 20211018
作者单位
摘要
1 南通大学江苏省专用集成电路重点实验室,江苏南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
设计了一种应用于 HgCdTe柔性中波红外探测器的微弱信号放大电路,该电路由电桥电路、调零电路及滤波电路组成。采用平衡电桥与仪表运算放大器 INA333相结合的方式搭建电桥电路;并针对探测器直流分量过大问题,设计了可调零、带增益的信号处理电路;最后通过由二阶有源滤波器组成的滤波电路将高频噪声滤除。利用运算放大器的 En-In噪声模型,对放大电路进行了噪声分析,并测试了探测器在弯曲状态下的响应性能。实验结果表明,所设计的放大电路增益为 86 dB,噪声均方根值低于 6.1 mV;柔性探测器的曲率半径为 3 mm;当探测器光敏面上的光谱辐照功率为 6.75×10-7 W时,产生的光电信号约 102 .V。
柔性红外探测器 微弱信号放大 噪声分析 弯曲测试 flexible infrared detector,weak signal amplificat 
红外技术
2019, 41(7): 661
作者单位
摘要
1 南通大学 江苏省专用集成电路设计重点实验室, 江苏 南通 226019
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
为了提高AlGaN日盲紫外雪崩探测器的信噪比, 降低暗电流, 研制高性能日盲紫外探测器, 针对AlGaN日盲紫外雪崩探测器暗电流机制进行了深入研究。首先对传统p-i-n-i-n结构雪崩探测器进行了初步研究, 分别设计了GaN和AlGaN的两种雪崩探测器模型, 分析了其不同暗电流特性, 得到的模拟暗电流特性曲线与实验吻合。在此基础上, 针对日盲紫外波段高Al组分AlGaN雪崩探测器, 重点分析研究了不同异质界面的负极化电荷、p型有效掺杂以及温度等因素对暗电流的影响。在AlGaN日盲紫外雪崩探测器研究中得到的近零偏工作暗电流为2.5×10-13 A, 在反向138 V左右发生雪崩击穿, 雪崩开启电流为18.3 nA左右, 击穿电压温度系数约为0.05 V/K, 与实验及文献测试结果吻合。
日盲紫外雪崩探测器 暗电流 负极化效应 AlGaN AlGaN solar-blind ultraviolet avalanche photodetector dark current negative polarization 
红外与激光工程
2018, 47(9): 0920003

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