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郑州大学开发出基于钻石的太阳盲光电探测成像器件

http://www.momo35.com   来源:科学网  日期:2018/06/12

  日前,郑州大学物理工程学院的单崇新教授团队利用钻石优异的半导体光电性质,开发出新型太阳盲光电探测成像器件,相关研究成果发表在国际期刊《先进光学材料》上。单崇新教授和卢英杰副教授为通讯作者,林超男博士研究生为第一作者。
  
  太阳光中波长小于280 纳米的紫外光在进入大气层后会被大气成分如臭氧、水蒸汽、颗粒物等强烈的散射和吸收,难以到达地球表面,于是该波段紫外光通常被称为太阳盲波段。工作于太阳盲波段的紫外探测器由于没有太阳这一地球上最大辐射源的干扰,目标信号容易探测、不易产生虚警,因而在对于虚警率要求极高的军事领域有广泛而重要的应用前景。金刚石具有禁带宽度大、热导率高、载流子迁移率高、抗辐射能力强等优点,使得其成为实现高性能太阳盲紫外探测器的理想候选材料之一,成为近年来研究热点。
  
  2016年,单崇新教授团队成功开发出化学气相沉积方法制备克拉级钻石的工艺,研制出透明性良好的金刚石单晶。此次该团队利用激光直写技术在金刚石表面制备插指型石墨电极,成功构建了全碳结构的金刚石基光电探测器件。此方法制备探测器具有工艺简单,器件结构灵活,成本低等优点。探测器响应截止边位于225 纳米,对应于金刚石本征吸收边。紫外/可见抑制比接近4个数量级,证明器件具有良好的太阳盲响应特性。该器件在50伏特偏压下,响应度高达21.8 安培/瓦,探测率为1.39×1012 琼斯,是目前已报道的金刚石基太阳盲探测器最好结果之一。器件良好的性能得益于高质量金刚石的制备及原位形成的石墨电极与金刚石良好的接触。随后,该团队将此器件作为感光单元搭建了太阳盲成像系统,获得了清晰的图像,为金刚石在太阳盲成像领域应用探索有效途径。(史俊庭)
 
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