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上海微系统所在Ⅳ族GeSn纳米线研究中取得进展

发布时间:2020/5/21编辑:Ma Liang 人气:3082

  【阿仪网 实验室动态】近期,中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室在Ⅳ族GeSn纳米线生长制备及其光电探测应用中取得进展,相关工作以Ferroelectric Enhanced Performance of a GeSn/Ge Dual-Nanowire Photodetector 为题发表在Nano Letters 期刊上 (Nano Lett. 2020, 20, 5, 3872–3879)。

  Ⅲ-Ⅴ族材料普遍具有优良的光电特性,但却面临着与Si基CMOS工艺不兼容等问题,因此有必要发掘Ⅳ族材料的光电应用潜力。此前已有基于GeSn薄膜结构的光电探测等工作的相关报道,但是GeSn薄膜与Ge缓冲层之间较大的晶格失配严重影响了GeSn薄膜晶体质量,从而导致其相应的光电探测器暗电流较大,不利于实现低功耗应用需求。

  上海微系统所研究人员利用分子束外延技术,成功制备出大面积、高密度且高长宽比的Ge纳米线,并利用其作为模板,通过二次沉积法获得了Sn组分可达~10%的GeSn/Ge双层纳米线结构。由于纳米线具有柔性且极高的比表面积,能够通过弹性形变的方式自主弛豫释放GeSn/Ge之间晶格失配引入的应力,从而有效抑制GeSn/Ge界面处的缺陷形成。由于GeSn具有较窄的禁带宽度,因此基于GeSn/Ge双层纳米线的光电探测器件比Ge纳米线光电探测器具有更长的探测波长,延伸到2 μm以上。为了抑制窄禁带宽度GeSn引起的暗电流增加,研究人员进一步引入具有铁电性的P(VDF-TrFE)离子胶作为栅介质,通过侧栅调控大幅降低了GeSn/Ge双层纳米线光电探测器的暗电流与静态功耗,从而实现了兼具长波长与低暗电流的光电探测,对于拓展Ⅳ族材料纳米线结构在光电探测领域的研究与应用具有重要参考意义。

微信号:ayiwangapp17

(来源: 中国科学院科技产业网 )

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