كاشف ضوئي ذي نطاق عريض يعمل ذاتيًا قائم على وصلة غير متجانسة Sb2S3 أحادية البلورة /n-GaAs

ZHOU Xiangbo ,  

ZHANG Fazheng ,  

ZHU Qian ,  

SHEN Hao ,  

QIN Mingwen ,  

TIAN Zilong ,  

DANG Tiantian ,  

WAN Peng ,  

摘要

للكواشف الضوئية ذات النطاق العريض أهمية كبيرة في مجالات التصوير والاتصالات والتحليل الطيفي. في هذه الورقة، تم تحضير بلورة أحادية Sb2S3 بحجم ميكروميتر وجودة تبلور عالية باستخدام طريقة الترسيب الكيميائي للبخار، وكان كثافة العيوب فيها تبلغ فقط 4.8×1010 سم-3. من خلال برنامج SCAPS-1D ، تم إنشاء نموذج وصلة غير متجانسة Sb2S3/GaAs ، وأظهرت نتائج المحاكاة أن تقليل كثافة عيوب Sb2S3 يساهم في تحسين تيار الخرج واستجابة الطيفية للوصلة غير المتجانسة، خاصة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية والمرئية. بناءً على ذلك، تم بناء كاشف ضوئي ذي نطاق عريض يعمل ذاتيًا يعتمد على وصلة غير متجانسة Sb2S3 أحادي البلورة /n-GaAs، حيث أظهر الجهاز أداء استجابة ضوئية ممتازة في نطاق طيفي واسع من 300 إلى 1000 نانومتر. عند كثافة طاقة ضوئية تبلغ 0.4 مللي واط/سم2، كان الاستجابة عند 830 نانومتر هي الأعلى، حيث وصلت إلى 200 مللي أمبير/واط، بينما تجاوز معامل الكشف 3×1010 جونز، وعرض النطاق -3 ديسيبل كان أكبر من 1 كيلو هرتز، وأوقات الاستجابة الصاعدة/الهابطة كانت 134 ميكروثانية و223 ميكروثانية على التوالي. يوفر هذا البحث مسارًا عمليًا لتصميم وتحضير كواشف ضوئية عالية الأداء، واسعة الطيف ومنخفضة الطاقة، ويظهر إمكانات تطبيقية جيدة في مجال الإلكترونيات الضوئية المتكاملة والاستشعار.

关键词

بلورة أحادية Sb2S3;كاشف ضوئي;SCAPS-1D;نطاق عريض

阅读全文