InfoMat:基于可调节CuS-ZnS复合薄膜的n-SrTiO3自驱动光电探测器

光电探测器是指将光信号转化为电信号的半导体器件,是光信号转换和检测的基础,是现代光电信息系统的关键环节。每种半导体材料都有其固有的禁带宽度。通常可以通过掺杂来调控半导体的带隙宽其度,进而调控光电性能。然而,半导体的掺杂过程通常需要专业的设备和复杂的实验步骤,同时掺杂量很难控制,并且半导体材料带隙调节的范围非常有限。

复旦大学方晓生课题组报道了可调节的CuS-ZnS复合薄膜(p-CuZnS, p-CuS, n-ZnS),并将其与n-SrTiO3复合构筑异质结光电探测器。CuS-ZnS(CZS)复合薄膜是通过简单、低温和低成本的化学浴方法获得。该种薄膜的空穴导电率达1000S/cm, 并具有良好的透明性。更为重要的是,可以通过简单的调节前驱体Cu和Zn的含量,进而制备出具有不同带隙的p-CuS-ZnS、p-CuS和n-ZnS薄膜,在此基础上进一步与n-SrTiO3复合构筑光电探测器。三种p-CZS/n-SrTiO3、p-CuS/n-SrTiO3和n-ZnS/n-SrTiO3器件都具有大的开路电压(0.56, 0.30, 0.35 V),并具有显著区别的自驱动特性。其中p-CZS/n-SrTiO3光电探测器在0 V 偏压和390 nm 光照下,具有较高的开/关比(300)、较快的响应速度(0.7/94.6 ms)和良好的波长选择性(410-380 nm)。本研究结果提供了基于可调节复合薄膜的自驱动光电探测器的新方法。该工作发表在InfoMat上(DOI: 10.1002/inf2.12035)。