紅外光探測器實(shí)現(xiàn)性能升級

合肥工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院羅林保教授的微納功能材料與器件實(shí)驗(yàn)室，**將重?fù)诫s金屬氧化物這一新型表面等離子材料應(yīng)用到紅外光電探測器中，有效解決了現(xiàn)有元器件光吸收不足的問題， 實(shí)現(xiàn)了新型紅外探測器在響應(yīng)度、 探測率、 響應(yīng)速度等方面性能的大幅提升。這一成果日前發(fā)表在光子學(xué)領(lǐng)域的上等期刊 《 激光與光子學(xué)評論 》上。

現(xiàn)有紅外探測器采用貴金屬納米結(jié)構(gòu)作為表面等離子體材料，通過金屬納米顆粒散射等方式提升光電子器件對入射光的吸收能力。由于貴金屬的表面等離子體共振位置通常在可見光范圍內(nèi)，目前表面等離子增強(qiáng)型器件主要局限于可見光范圍內(nèi)的光電探測器。

羅林保團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地制備出一種新型的重?fù)诫s的氧化銦錫納米顆粒表面等離子體材料，并將這類材料應(yīng)用到納米紅外光探測器中。器件的相關(guān)分析結(jié)果顯示，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化的器件在 1550 nm （ 通訊波段 ） 的光吸收能力有了顯著增強(qiáng)，對應(yīng)的響應(yīng)度與探測率也有大幅的提升。同時(shí)，這種器件對頻率高達(dá) 1兆赫茲的光信號仍然具有優(yōu)異的響應(yīng)能力，其響應(yīng)速度可以達(dá)到 450 納秒，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有納米紅外光探測器。

這一新型材料能夠有效解決紅外探測器的探測波長，與傳統(tǒng)的貴金屬納米結(jié)構(gòu)表面等離子體材料局域表面等離子體的能量匹配問題。它不僅在常用通訊波段實(shí)現(xiàn)了性能的大幅提升， 還可以通過改變材料中錫的摻雜濃度， 實(shí)現(xiàn)其他波長紅外光的有效探測。 ” 羅林保介紹，這一研究成果對于豐富表面等離子體光學(xué)的相關(guān)理論，發(fā)展太陽能電池、 光電探測器、 發(fā)光二極管等新型高性能表面等離子體光電子器件具有十分重要的指導(dǎo)意義。