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Deep-Level Impurity Enabled Planar Filterless Narrowband Near-Infrared Si Photodetector

窄带 光电探测器 杂质 平面的 光电子学 材料科学 红外线的 光学 物理 计算机科学 计算机图形学(图像) 量子力学
作者
Jia-Le Xing,Yujian Liu,Yimeng Gao,Molin Wang,Guangbin Zhang,Chunyan Wu,Zhiguo Zhu,Xiang Zhang,Feng‐Xia Liang,Lin‐Bao Luo,Li Wang
出处
期刊:IEEE Electron Device Letters [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:45 (3): 440-443 被引量:2
标识
DOI:10.1109/led.2024.3351836
摘要

Near-infrared narrowband photodetectors are extensively used in fire alarms, industrial process control, diagnosis of heating systems, etc., owing to their strong anti-interference ability and high thermal sensitivity. In this study, a near-infrared narrowband Si photodetector with a simple Schottky structure was developed via deep-level Au-atom doping to control the recombination processes of the photogenerated carriers. The wavelength selectivity and sensitivity of the device were effectively tuned by modulating both the doping temperature and incident angle. Its peak detectivity at 1080 nm was $1.84\times 10^{{12}}$ Jones with a full-width at half-maximum of 101 nm, and the −3 dB bandwidth of the device was estimated to be 4.6 kHz (rise time of $22~\mu \text{s}$ and fall time of $74~\mu \text{s}$ ). Furthermore, owing to its planar structure and simple fabrication process, the present narrowband photodetector can be easily combined with other broadband photodiodes to effectively map the high-temperature area of a target object and provide further temperature-gradient change information. This study opens up a new avenue for developing planar-type narrowband photodetectors suitable for on-chip application in next-generation near-infrared optoelectronic systems.
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