基于二维材料的快速响应金属-半导体-金属结构光电探测器研究进展

摘要：

快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求.目前,市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料,但是其制作工艺复杂、成本较高,并且机械灵活性差.以石墨烯、二硫化钼为代表的二维材料具有独特的层状结构以及良好的光学、电学、热学和机械特性,是制备光电探测器的理想材料.尤其是部分二维材料所拥有的超高载流子迁移率特性,十分适用于研制快速响应光电探测器.近年来,一系列基于二维材料的金属-半导体-金属结构光电探测器(Metal-semi-conductor-metal photodetectors,MSM-PDs)被陆续报道,很多具有1μs以下的快速响应特性.本文以基于二维材料的快速响应MSM-PDs为主题进行综述.首先介绍了MSM-PDs中的基本结构及工作原理,深入剖析了决定其响应速度的主要因素.随后介绍了石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、三元硒氧铋等二维材料的分子结构、光学、电学等特性,并对各类二维材料在MSM-PDs的应用进行对比.然后分类介绍了响应速度在1μs以下的欧姆接触型、肖特基接触型以及基于表面等离激元效应二维材料MSM-PDs的研究进展.最后总结全文,并对二维材料在快速响应光电探测器中的应用前景及发展趋势进行了展望.

关键词：光电探测器、快速响应、二维材料、石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、金属-半导体-金属

所属期刊栏目：43

分类号：TN304;O482.31(半导体技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;山西省重点研发国际合作项目;山西省自然科学基金;霍英东教育基金;山西省高等学校科技成果转化培育项目;吕梁市高层次科技人才引进专项项目;山西省平台与基地专项资助项目

在线出版日期：2022-05-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：745-762