광대역 광전 탐지기는 이미징, 통신 및 분광 분석 분야에서 중요한 응용 가치를 가지고 있습니다. 본 논문에서는 화학 기상 증착법을 이용해 높은 결정 품질의 마이크로미터급 Sb₂S₃ 단결정을 제조하였으며, 결함 밀도는 4.8×10¹⁰ cm⁻³에 불과합니다. SCAPS-1D 소프트웨어를 사용해 Sb₂S₃/GaAs 이종접합 모델을 구축하였으며, 시뮬레이션 결과 Sb₂S₃의 결함 밀도를 낮추는 것이 이종접합의 출력 전류 및 스펙트럼 감도를 향상시키는 데 도움이 되며, 특히 자외선 및 가시광선 대역에서 그렇다는 것을 보여주었습니다. 이를 기반으로 Sb₂S₃ 단결정/n-GaAs 이종접합 기반 자체 구동 광전 탐지기를 제작하였으며, 이 장치는 300~1000 nm의 넓은 스펙트럼 범위에서 우수한 광전 응답 성능을 나타냈습니다. 광 파워 밀도 0.4 mW·cm⁻²에서 830 nm에서 최대 감도는 200 mA·W⁻¹에 도달했으며, 탐지율은 3×10¹⁰ Jones를 초과했고, -3 dB 대역폭은 1 kHz 이상이며, 상승/하강 응답 시간은 각각 134 μs와 223 μs였습니다. 본 연구는 고성능, 광대역, 저전력 광전 탐지기 설계 및 제작을 위한 실현 가능한 경로를 제공하며, 집적 광전자공학 및 센서 분야에서 우수한 응용 잠재력을 보여줍니다.

Sb₂S₃ 단결정; 광전 탐지기; SCAPS-1D; 광대역