光電検出器の性能には、光吸収効率、感度、精度などの複数のパラメータが含まれ、光起電効果、光電導効果、熱起電効果、光熱効果、光ゲート効果などの多様な光‐電変換効果が関与しています。光ゲート効果とは、光照射後、光感応材料内の一部の光生成電荷キャリアがトラップに捕獲されトラップ状態に入り、これによって光電検出器の導電チャネル内の電荷キャリアの輸送特性に影響を及ぼす現象を指します。本論文では光ゲート効果およびその光電検出器の性能向上への応用について概説します。まず、光ゲート効果の基本原理を紹介し、その後、増幅と帯域幅、応答度と応答時間、転送特性曲線など光電検出器性能への影響を検討します。光ゲート効果は主に光信号の出力電気信号を制御することにより、弱い光信号に対する検出器の感度、ダイナミックレンジ、信号対雑音比を向上させます。特に、本論文ではナノワイヤー、グラフェンおよびその他の二次元材料を含む低次元光電検出器における光ゲート効果の応用に焦点を当てます。最後に、ペロブスカイト光電検出器の性能向上における光ゲート効果の重要な役割を論じ、今後の研究動向を展望します。

光ゲート効果;増幅;応答度;低次元材料;ペロブスカイト