Germanium metasurface assisted broadband detectors

光电探测器 响应度 光电子学 材料科学 探测器 吸收(声学) 宽带 光学 暗电流 物理 复合材料
作者
Torgom Yezekyan,Vladimir A. Zenin,Martin Thomaschewski,Radu Malureanu,Sergey I. Bozhevolnyi
出处
期刊:Nanophotonics [De Gruyter]
卷期号:12 (12): 2171-2177 被引量:10
标识
DOI:10.1515/nanoph-2023-0116
摘要

Abstract The demand on broadband near-infrared photodetections with high responsivity is becoming increasingly eminent; however its realization remains a significant technological challenge. Here we design, fabricate, and characterize a broadband Ge photodetector (1000–1600 nm), composed of densely packed 230-nm-thick Ge disks of different diameters (255 nm, 320 nm, and 500 nm), placed on top of a 105-nm-thin Ge layer. Using experimentally measured and calculated transmission and absorption spectra, we demonstrate that the absorption and detector responsivity are increased by nearly 2 orders of magnitude, compared to the unstructured Ge photodetector, due to the excitation of magnetic dipole resonances in Ge disks, while preserving a relatively low dark current. Our approach is simple and can be easily adapted to other semiconductor material platforms and operation wavelengths to enable performance improvements of broadband photodetector devices.
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