InfoMat: 增强二维材料光电探测器件性能的设计策略

近十余年来,二维材料得益于其优良的电学、光学、机械、热学等特性,被逐步应用于高性能光电探测器的研究中。经研究人员的努力,二维材料光电探测器得到了迅速发展并表现出许多优异的特性,如高响应度(~1010 A/W)、宽带检测(UV-Terahertz)、超快响应速度(ns~ps)、柔性可穿戴、响应频谱可调谐等。随着新型二维材料体系的扩展及微纳米尺度器件加工技术的发展,具有优异特性的光电探测器件不断被研制报道。但相较传统半导体材料光电探测器而言,传统材料器件仍占据产品市场的主导地位,并不断向宽波段高灵敏探测、超小探测尺寸、大面阵成像及多光谱探测等方向发展。基于新型二维材料如何设计实现高性能光电探测器?不同探测原理器件的主要设计思路是什么?如何推进二维材料探测器件的阵列化及产品化进程?这都是目前二维材料光电探测器研究需要考虑的问题。

针对当前二维材料光电探测器研究现状,电子科技大学光电探测与传感集成技术教育部重点实验室王军教授、南京大学电子科学与工程学院王欣然教授合作在InfoMat上在线发表了综述文章“Design strategies for two-dimensional material photodetectors to enhance device performance”。该文章依据不同二维材料光电探测器的工作原理,将探测器分为四类(光伏效应型、光电导效应型、光热效应或光热电效应型、表面等离子体波辅助效应型),并且对主流的光伏型和光导型二维材料光电探测器进行了结构上的细分。针对每一类光电探测器的主要结构特点和设计策略进行了简述分析,并且对四类器件的优劣势进行较详尽的比较。通过对目前报道的二维材料光电探测器的对比总结,展望了未来高性能二维材料探测器的在均衡探测性能、抑制器件噪声、长波红外探测、柔性探测方面的发展前景。

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