锗量子点单空穴晶体管

光生多激子隧穿峰

在少空穴区工作的锗量子点单空穴晶体管，在带隙匹配光照下出现额外的隧穿电流峰，并可用于测定激子结合能。

Liu, Po Hong · Chi-Cheng, Lai · Tsai, Ting · Lin, Horng Chih · George, Thomas · David M. T., Kuo · Li, Peiwen

Scientific Reports 2023

参数信息

隧穿峰偏移

0.15 V

隧穿峰偏移

0.08 V

额外光电流峰位置

0.2 V

量子点带隙

1.46 eV

最大辐照功率密度（无响应）

10 µW/µm²

技术优势

单点直接测定

无需大量量子点样品，在单个器件的少空穴状态下直接分析隧穿电流谱即可提取激子结合能。

多激子态可分辨

随光照功率增加，观测到由激子、双激子和正三激子复合产生的额外隧穿峰，可用于研究多体效应。

无需复杂光学系统

只需用带隙附近的光照射器件，通过电学测量隧穿电流即可，无需传统光谱仪或大面积激发。

应用场景

• 量子点光电器件：在单个量子点器件中直接测定激子结合能，为光电器件设计提供关键参数。
• 单光子探测：对单个光子产生的激子隧穿峰进行电学读出，实现单光子信号探测。
• 红外探测：在近红外波段（850-1550 nm）通过光子能量选择性响应实现红外光检测。
• 量子比特读出：通过电荷/自旋态导致的隧穿电流变化，可用于读取量子比特状态。