交替BiI₃-BiI范德华异质结光电探测器

暗电流近零

利用交叠层序在BiI层间建立强耗尽区，首次将可见光波段MSM探测器的暗电流压至亚皮安级。

Mu H. · Zhuang, Renzhong · Cui, Nan · Songhua, Cai · Wenzhi, Yu · 院简 · Jingni, Zhang · Hao, Liu · Mei, Luyao · He, Xiaoyue · Zengxia, Mei · 张广宇 · Bao, Qiaoliang · 林生晃

ACS Nano 2023

具体参数

暗电流

{'zh': '<9.2 × 10⁻¹⁴', 'en': '<9.2 × 10⁻¹⁴'} A

响应时间

{'zh': '3.82', 'en': '3.82'} μs

技术优势

暗电流压至亚皮安级

利用交替BiI₃-BiI结构在BiI层间构建强耗尽区，使5 V偏压下暗电流低于9.2×10⁻¹⁴ A，远优于纯BiI₃器件。

响应快至微秒级

响应时间仅3.82 μs，可满足高速光探测需求。

覆盖可见光至近红外-II区

该异质结展示出从可见光、近红外-I到近红外-II的宽谱光响应。

应用场景

• 弱光成像：亚皮安级暗电流使探测器可在极弱光下成像而不被噪声淹没。
• 柔性光电探测：异质结纳米片可剥离转移，适用于柔性衬底上的弯曲与反复弯折场景。
• 高速光探测：3.82 μs 响应速度可直接用于要求快速信号捕捉的高速光通信与传感。
• 近红外传感：工作波段覆盖近红外-I与-II区，可替代传统窄带隙材料用于夜视与环境监测。
• 宽带光探测：从可见光到近红外-II区的宽谱响应使其可作为单探测器多光谱成像前端。