In2Se3/p-Si异质结:带偏移与超快响应紫外-可见光探测器

0 下载量 126 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 742KB PDF 举报
"这篇研究论文探讨了n-In2Se3 / p-Si异质结在紫外线到可见光(UV-VIS)光探测器中的应用,该结构具有带偏移和超快速响应特性。通过脉冲激光沉积(PLD)技术制备了高质量的g-In2Se3薄膜和异质结。通过XPS分析,确定了这种异质结的带偏移为类型II结构,价带偏移(DEv)为1.2±0.1eV,导带偏移(DEc)为0.27±0.1eV。这种n-In2Se3 / p-Si异质结光探测器在紫外到可见光照射下表现出高响应性,并具有高度稳定的光检测特性,响应/恢复时间为15/366毫秒。其超快响应时间得益于类型II带对齐,有助于电子-空穴对的分离,减少复合,显示出该材料在光探测器领域的巨大潜力。" 这篇论文详述了二维层状硒化铟(In2Se3)与硅(p-Si)形成的异质结在光探测器中的优势。首先,作者利用脉冲激光沉积技术制备了高质量的n型In2Se3薄膜,并将其与p型硅结合形成异质结。通过X射线光电子能谱(XPS)研究,发现该异质结的带结构为类型II,这意味着电子和空穴分别位于不同的材料中,有利于电荷分离。 带偏移的测量结果显示,价带偏移DEv为1.2±0.1电子伏特,而导带偏移DEc为0.27±0.1电子伏特。这种带偏移对于光电转换至关重要,因为它决定了载流子的迁移路径和器件的性能。在n-In2Se3 / p-Si异质结中,当受到UV-VIS光照射时,产生的电子-空穴对能够在带偏移的作用下有效分离,从而提高了光探测器的响应效率。 实验表明,该光探测器在紫外到可见光范围内具有高响应性,意味着它能够有效地探测不同波长的光。同时,设备展示了非常稳定的光检测特性,响应时间和恢复时间分别为15毫秒和366毫秒,这表明了其超快的响应速度。这种超快响应是由于类型II带对齐,使得电子-空穴对能够迅速分离,减少了它们在复合前的相互作用,从而提升了光探测器的响应速度。 最后,论文指出这些优异的性质使n-In2Se3 / p-Si异质结成为光探测器领域的一个有前景的候选者。这种新型光探测器不仅具有超快响应,而且能覆盖宽光谱范围,因此在环境监测、光学通信和光电子设备等领域有着广泛的应用潜力。