用于硅光子集成电路的应变工程高响应度 MoTe2 光电探测器
应用物理
2019-12-24 v2 光学
摘要
在集成光子学中,由于该光谱区的低损耗传输和光增益的可获得性,偏好特定波长如 1550 nm。对于基于芯片的光电探测器,层状二维(2D)材料因库仑屏蔽减弱或激子态等效应而具有科学和技术相关特性,可制备强光-物质相互作用器件。然而,迄今尚未实现使用 2D 材料的电信 C 波段高效光电探测器。在此,我们展示了一种基于 MoTe2 的光电探测器,通过在硅光子波导上的光吸收过渡金属硫族化物薄膜内设计应变(4%),实现了在 1550 nm 工作且具有强光电响应(响应度 = 0.5 A/W)。我们通过跨器件的微观功函数测量表明,约 4% 的诱导拉伸应变使 MoTe2 的带隙减小约 0.2 eV。不同于依赖无带隙能带结构的基于石墨烯的光电探测器,该半导体二维材料探测器显示出约 100 倍的暗电流改善,实现了仅 90 pW/Hz^0.5 的高效噪声等效功率。这种应变工程集成光电探测器为集成光电子系统提供了新机遇。
引用
@article{arxiv.1912.02219,
title = {Strain-Engineered High Responsivity MoTe2 Photodetector for Silicon Photonic Integrated Circuits},
author = {R. Maiti and C. Patil and T. Xie and J. G. Azadani and M. A. S. R. Saadi and R. Amin and M. Miscuglio and D. Van Thourhout and S. D. Solares and T. Low and R. Agarwal and S. Bank and V. J. Sorger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02219},
year = {2019}
}