Lead Selenide Thin Films and Uncooled Midinfrared Detectors by Vapor Phase Deposition

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作者
Guodong Zhang,Yanzhen Li,Yun Liu,Leisheng Su,Yingmin Luo,Yiming Yang,Jijun Qiu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (48): 11176-11182 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c03418
摘要

The broad application of lead selenide (PbSe)-based uncooled midinfrared (MIR) detectors has been hindered by the nonuniformity of wafer-level films prepared by the conventional chemical bath deposition (CBD) method. Herein, using a vapor phase deposition (VPD) approach, we demonstrate the deposition of 3 in. wafer-scale uniform PbSe thin films with thicknesses of up to 1.5 μm. To trigger the MIR response, the as-grown films were sensitized at an elevated temperature in an oxygen-iodine atmosphere. We discovered that the key to spark off the MIR response of the PbSe detector originated from the self-assembled rodlike microstructures in the thin films, which can be controlled by the I2/PbSe flux ratio in the VPD process. At room temperature, the thin film detector exhibits an excellent optoelectronic performance, with detectivity up to 2.4 × 109 cm Hz1/2 W-1 achieved under optimized conditions. Our results show that the VPD method opens up a new avenue to the industrialization of uncooled lead-salt MIR detectors.
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