高性能PtS2/MoTe2異質(zhì)結(jié)紅外光電探測器

摘要：由于光電探測器的工作性能直接關(guān)系到系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量， 為此， 對高性能PtS2/MoTe2異質(zhì)結(jié)紅外光電探測器進(jìn)行了研究。通過選取材料、 試劑和設(shè)備制作了PtS2/MoTe2異質(zhì)結(jié)紅外光電探測器。搭建探測器性能測試環(huán)境， 并利用光響應(yīng)度、 探測率、 響應(yīng)時間和光電導(dǎo)增益4個指標(biāo)， 分析探測器性能。結(jié)果表明， 隨著測試時間的推移， PtS2/MoTe2異質(zhì)結(jié)紅外光電探測器的光響應(yīng)度數(shù)值始終處于5 A/W限值以上； 無論對采集何種材質(zhì)反射的紅外光， 探測器探測率均大于10 cm·Hz1/2 W-1； 無論光生電流是處于上升還是下降時間， 其響應(yīng)時間始終在限值150 μs以下； 光電導(dǎo)增益值保持在80%以上。

關(guān)鍵詞：PtS2/MoTe2異質(zhì)結(jié)紅外光電探測器； 光響應(yīng)度； 探測率； 光電導(dǎo)增益

中圖分類號： TP365.66 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

High Performance PtS2/MoTe2 Heterojunction Infrared Photodetector

PAN Shengsheng1， YUAN Tao1， ZHOU Xiaohao2， WANG Zhen2

（1. College of Science， Shanghai University of Technology， Shanghai 200093， China;2. Shanghai Institute of Technical Physics， Chinese Academy of Sciences， Shanghai 200092， China）

Abstract：As one of the important components of the detection system， the performance of photoelectric detector is directly related to the quality of system data acquisition. In order not to affect the final detection result， it is essential to ensure the detector performance. The performance of high performance PtS2/MoTe2 heterojunction infrared photodetector is studied. First， the materials， reagents and equipment are prepared to make PtS2/MoTe2 heterojunction infrared photodetectors. The detector performance test environment， the four indicators of light response， detection rate， response time and photoconductivity gain are set up， and the detector performance is analyzed. The results show that the optical responsivity of PtS2/MoTe2 heterojunction infrared photodetector is always above the 5 A/W limit with the passage of test time. The detection rate of the detector is greater than 10 cm·Hz1/2 W-1 regardless of the infrared light reflected from any material. Whether the photocurrent is in the rising time or the falling time， its response time is always below the limit of 150 μs; The photoconductivity gain value has been kept above 80%.

Key words：PtS2/MoTe2 heterojunction infrared photodetector; optical responsivity; detection rate; photoconductivity gain

0 引 言

目標(biāo)檢測是一個確定目標(biāo)缺陷、 故障、 屬性、 類型的過程， 其是很多領(lǐng)域的研究重點課題。在目標(biāo)檢測過程中， 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集是首要環(huán)節(jié)， 其質(zhì)量直接關(guān)系到目標(biāo)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性［1］。針對目標(biāo)的不同， 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集手段也各不相同， 如振動傳感、 雷達(dá)、 光電探測系統(tǒng)等。其中， 光電探測系統(tǒng)根據(jù)發(fā)射光的顏色不同， 又分為紫外光、 可見光及紅外光等［2］。而其中紅外光由于探測范圍較為廣泛， 使其成為光電探測系統(tǒng)中的重要組成部分。其工作原理是反射光照射到半導(dǎo)體材料上后， 會吸收光能量， 則會觸發(fā)光電導(dǎo)效應(yīng)， 從而將紅外光轉(zhuǎn)換為電信號［3］。紅外光電探測器是整個探測系統(tǒng)的“核心”， 因此其性能會直接影響數(shù)據(jù)采集質(zhì)量， 進(jìn)而影響整個探測工作質(zhì)量。……