基于一对平行的PtSe2/薄Si肖特基结的UV-NIR波长探测器的研究

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高性能的波长探测器在人工智能辅助驾驶,图像传感和医学诊断等领域有着重要的应用。但目前的波长探测技术的探测范围相对较窄(400-700 nm),分辨率较低,不利于实际应用。因此,亟需提出一种具有良好分辨率和宽带检测范围的波长探测器。在本文的研究中我们提出一种由两个平行PtSe2/薄Si肖特基结组成的波长探测器去探测紫外-近红外(UV-NIR)入射光(265-1050 nm)的波长。在该研究中,首先分析了单个PtSe2/薄Si肖特基结光电探测器的性能,结果表明,该器件在660 nm的光照下,开关比和响应速度分别可达到1.6×10~3和71/16μs,并且该器件可以作为自驱动的光电探测器进行工作,同时具有良好的空气稳定性。随后,我们将两个PtSe2/薄Si肖特基结光电探测器平行放置组成一个波长探测器,并分析其性能。研究表明,在265-1050 nm的波长范围内,两个光电探测器的光电流比值与入射光波长呈现一一对应的关系,基于该对应关系实现了波长探测的功能。通过Synopsys Sentaurus技术计算机辅助设计(TCAD)的理论模拟,发现该波长探测器的实现不仅与两个肖特基结的光吸收率有关还与硅的厚度有关。此外,我们探索了温度,入射光功率以及PtSe2薄膜厚度对该波长探测器性能的影响,并总结出入射光波长,电流比值和入射光功率之间的关系表达式,分析了表达式的误差。研究结果表明,该器件平均绝对误差约为±4.05 nm,平均相对误差约为±0.56%。本文提出的波长探测器具有简单的器件结构和高分辨率的特性,这在波长探测中具有重要的应用价值。
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