基于金属-半导体-金属(MSM)结构的Bi2Te3室温高响应率太赫兹探测器研究
投稿时间:2018-12-12  修订日期:2018-12-20  点此下载全文
引用本文:
摘要点击次数: 81
全文下载次数: 0
作者单位E-mail
徐新月 东华大学 理学院 应用物理系 18817831389@163.com 
张晓东 东华大学 理学院 应用物理系 xdzhang@dhu.edu.cn 
吴敬 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
江林 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
吴彩阳 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
姚娘娟 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
曲越 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
周炜 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
尹一鸣 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室  
黄志明 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室 zmhuang@mail.sitp.ac.cn 
基金项目:国家自然科学基金(61625505,61604160);上海市自然科学基金(16JC1403400,17ZR1444100,17ZR1411500)
中文摘要:太赫兹(THz)探测技术是太赫兹波应用的关键之一。本文基于二维拓扑绝缘体Bi2Te3材料利用微纳工艺制备了金属-拓扑绝缘体-金属(MTM)结构的太赫兹光电探测器。器件在0.02 THz的响应率可达2×103 A/W,噪声等效功率(NEP)低于8×10-16 W/Hz1/2,探测率D*高于1.5 ×1012 cm?Hz1/2/W;在0.166 THz的响应率可达281.6 A/W,NEP低于3.7×10-15 W/Hz1/2,D*高于3.2×1011 cm?Hz1/2/W;在0.332 THz的响应率可达7.74 A/W,NEP低于1.34×10-13 W/Hz1/2,D*高于8.77 ×109 cm?Hz1/2/W;同时器件在太赫兹波段具有7-8 μs小的时间常数。该项工作突破了传统光子探测的带间跃迁,实现了可室温工作、高响应率、高速响应以及高灵敏度的太赫兹探测器件。
中文关键词:太赫兹探测器  二维材料  Bi2Te3
 
High responsivity Bi2Te3-based room temperature terahertz detector based on metal-semiconductor-metal (MSM) structure
Abstract:T Terahertz (THz) detection technique is a key application in Terahertz technology. In this study, a metal-topological insulator-metal (MTM) structure terahertz photodetector was fabricated based on a two-dimensional topological insulator Bi2Te3 material using a micro-nano process. The responsivity of device reaches 2×103 A/W at 0.02 THz, the noise equivalent power (NEP) is lower than 8×10-16 W/Hz1/2, and the detectivity D* is higher than 1.5 ×1012 cm?Hz1/2 /W; The responsivity is up to 281.6 A/W at 0.166 THz, NEP is lower than 3.7×10-15 W/Hz1/2, D* is higher than 3.2×1011 cm?Hz1/2/W; The responsivity is up to 7.74 A/W at 0.332 THz, NEP is lower than1.34×10-13 W/Hz1/2, D* is higher than 8.77 ×109 cm?Hz1/2 /W; at the same time, the response time of device has 7-8 μs in the terahertz band. This work breaks through the inter-band transition of traditional photon detection, and realizes terahertz detectors with room temperature operation, high response rate, high speed response and high sensitivity.
keywords:Terahertz  detector, Two-dimensional  material, Bi2Te3
  查看/发表评论  下载PDF阅读器

版权所有:《红外与毫米波学报》编辑部