Broadband and Ultra-High-Sensitivity Separate Absorption–Multiplication Avalanche Phototransistor Based on a Au–WSe2–Ge Heterostructure

雪崩光电二极管 光电子学 光探测 暗电流 光电流 材料科学 异质结 APDS 光电探测器 硅光电倍增管 雪崩击穿 光学 击穿电压 物理 电压 探测器 闪烁体 量子力学
作者
Liang Gao,Ningning Zhang,Jie You,Bo Wang,Bu Zhang,Zhao Han,Zuimin Jiang,Tian Miao,Hui Guo,Jincheng Zhang,Huiyong Hu,Liming Wang
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:10 (12): 4349-4356
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.3c01162
摘要

Avalanche photodetectors (APDs) with ultrahigh sensitivity across a wide spectral range are highly desirable for optical communication, laser radar imaging, biomedical detection, and atmospheric and astronomical observation applications. Here, we present a separate absorption and multiplication (SAM) APD based on a Au/WSe2/Ge heterostructure, where the infrared absorption and avalanche regions are in the Ge substrate and the Au/WSe2 Schottky junction, respectively. Compared with the dark current of a WSe2/Ge photodetector (1 × 10–9 A), the SAM-type heterostructure exhibits significantly reduced dark current as low as 2 × 10–11 A and a remarkable avalanche multiplication effect. The inherent mechanism is studied based on the positive temperature coefficient of the breakdown voltage, photocurrent mapping experiments, Sentaurus TCAD simulation, and energy band analysis. Especially, this device achieves extremely high avalanche gains in the infrared range, reaching 1297 and 4100 at 1310 and 1550 nm, respectively. At the same time, in the visible light band, the device still achieves a high avalanche gain of 500 under 532 nm illumination with rise/fall times of 8/8.2 μs, respectively, demonstrating the excellent broadband avalanche photodetection capability of the device. These results demonstrate that the SAM-type heterostructure APD is promising for low-dark-current, wide-band, and high-gain avalanche photodetection applied in laser radar imaging and single-photon detection systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
vsdv完成签到,获得积分10
1秒前
沙里飞完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
LIYI发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
李凤凤完成签到 ,获得积分10
4秒前
尉迟冰蓝发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
Rian完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
WCY发布了新的文献求助30
9秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
fifteen应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
竹筏过海应助科研通管家采纳,获得30
10秒前
10秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
fifteen应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
zhangjiaming应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
竹筏过海应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
下克斯应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
司徒文青应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
领导范儿应助吹风采纳,获得10
13秒前
14秒前
15秒前
cyx30303完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 890
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3257959
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2899811
关于积分的说明 8307642
捐赠科研通 2569073
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1395453
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 653107
邀请新用户注册赠送积分活动 630946