表面氧化物控制的高光学增益宽带单根锗纳米线光电探测器
应用物理
2020-07-27 v1 仪器与探测器
摘要
我们研究了直径小于 100 nm 的单根锗纳米线（NWs）在 300 至 1100 nm 光谱范围内的光电导特性，显示出超过 10^{7} AW^{-1} 的超高峰值响应度。纳米线采用金纳米颗粒作为催化剂，通过气-液-固方法生长。在本报告中，我们讨论了超高响应度的可能来源，它可能源于多种物理效应的组合，这些效应包括：a) Ge 和 GeO_{x} 界面态充当光生电子对中电子的清除者，使空穴自由到达电极；b) 金属与纳米线界面处的肖特基势垒由于接触区载流子扩散而显著降低；以及 (c) 光电探测器长度很小（约几微米），光生载流子在缺陷位点因复合造成的损失可忽略不计。我们从光学增益的功率依赖性观察到，增益受陷阱态控制。我们发现纳米线表面存在一层薄薄的 GeO_{x}（如 HRTEM 研究所证实的），它提供了界面态。据观察，这些态在提供径向电场以分离光生电子-空穴对方面起着关键作用，这反过来又导致了非常高的有效光电导增益，在低光照密度下该增益达到极高水平。
引用
@article{arxiv.2007.12367,
title = {Broad Band Single Germanium Nanowire Photodetectors with Surface Oxide Controlled High Optical Gain},
author = {Shaili Sett and Ankita Ghatak and Deepak Sharma and G. V. Pavan Kumar and A. K. Raychaudhuri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.12367},
year = {2020}
}
备注
32 pages