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2D材料

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石墨烯制成良好的VUV光电探测器

17 Jan 2018 IsabelleDumé.
光伏器件可用于研究星际物体
光伏器件可用于研究星际物体

替代传统的重和能量饥饿的微通道检测系统的新一代基于半导体的真空 - 紫外(VUV)探测器可用于更好地研究恒星的形式和发展。使这种探测器被证明是不容易的任务,而是基于高晶体,多步外延生长的氮化铝(ALN)和P型石墨烯的新型异质结装置在此显示承诺。新探测器具有令人鼓舞的VUV光响应和高外部量子效率(EQE)。它的响应时间仅为80 nm,它也是非常快的,这使其成为104 to 106 比当前VUV光电导装置快。

VUV PhotoDetectors在10-200nm波长范围内工作,广泛用于宇宙化学和空间科学 - 例如,研究云顶如何扩展和监控太阳风暴。如今,卫星和航天器主要携带紫色色谱仪和微通道板。这些不仅重大,而且有助于提高发射成本,但它们也是令人发电的,需要数千伏的运作。

研究人员在近年来开发光电导型VUV光电探测器方面取得了很大的进展,但光伏型型更好,因为它们需要零功率。它们的电荷信号也以光强度线性增加,它们是快速且高度敏感的。然而,这里的问题在于,用于这种探测器的良好透明电极材料,其允许Vuv光通过不畏缩的方式缺乏。

一种基于P型石墨烯的新的异质结装置,根据中国研究人员的新工作,传输高达96%的VUV光线,代表了这种类型的探测器的突破。它由高结晶的ALN膜组成,其用作光生电载体的Vuv吸收层,用p型石墨烯覆盖为收集激发孔的传输电极。

研究超快动态天体过程

该团队,由冯黄的领导 广州孙中山大学的材料学院 发现当用180nm Vuv光照射时,该装置形成1.7V开路电压,并且(在没有偏见的情况下)产生光电流,具有超过42%的高EQE。研究人员表示,由于石墨烯的高电荷移动性以及它收集高效率的事实,这一高价值观来了。并非全部:在纳秒的VUV脉冲照射下,其响应时间仅为80 ns,即104 to 106 比现有的光电导型VUV器件更快的时间。这种高速可以进来用于研究超快动态天体过程 - 例如,为了确定太阳风暴中的冠状动脉夹具的化学成分。

“新的VUV光检测装置比现有探测器更轻,也可能有助于降低携带它的航天器的发射成本,”他告诉 nanotechweb.org..

检测器描述于 ACS纳米 DOI:10.1021 / ACSNANO.7B06633.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者