德国亥姆霍兹研究中心协会 HZDR和TU Dresden的物理学家开发了一种完全基于金属有机框架层的光电探测器。
由于这种化合物可以探测并把很宽范围的光波长转换成电信号，它可能成为一种新的探测器材料
信用:HZDR/Juniks 数码相机和许多其他电子设备都需要光敏传感器
为了满足对此类光电元件日益增长的需求，工业界正在寻找新的半导体材料
它们不仅应该覆盖很宽的波长范围，而且应该便宜
在德累斯顿开发的混合材料满足了这两个要求
Himani Arora，物理学博士
D
亥姆霍兹-曾特朗德累斯顿-罗森多夫大学的学生演示了这种金属有机框架可以用作宽带光电探测器
由于它不含任何成本高的原材料，因此可以廉价批量生产
在过去的二十年里，金属有机框架已经成为一种令人垂涎的材料体系
到目前为止，这些高度多孔的物质，其中高达90%是由空间组成的，已经在很大程度上被用来储存气体，用于催化或在人体内缓慢释放药物
“在德累斯顿大学开发的金属-有机框架化合物包括一种与铁离子结合的有机材料，”博士解释说
HZDR离子束物理和材料研究所“纳米结构中的输运”小组组长阿图尔·埃尔比
“它的特殊之处在于，框架形成了具有半导体特性的叠加层，这使得它在光电应用中具有潜在的吸引力
" 该小组有了使用新型半导体二维多光子晶体作为光电探测器的想法
为了进一步研究，希马尼·阿罗拉研究了半导体的电子特性
她探索了光敏感度在多大程度上依赖于温度和波长，并得出了一个有希望的结论:从400到1575纳米，半导体可以检测很宽范围的光波长
因此，辐射光谱从紫外线到近红外线
“这是我们第一次证明了这种完全基于多层膜的光电探测器的宽带光电探测，”博士候选人指出
“这些是将该材料用作光电元件的活性元件的理想特性
" 小带隙有助于提高效率 半导体材料所能覆盖并转换成电信号的波长范围主要取决于所谓的带隙
专家用这个术语来描述固态材料价带和导带之间的能量距离
在典型的半导体中，价带是完全满的，所以电子不能四处移动
另一方面，导带很大程度上是空的，所以电子可以自由移动并影响电流
虽然绝缘体的带隙很大，电子不能从价带跳到导带，但金属导体没有这样的带隙
半导体的带隙刚好足够大，可以利用光波将电子提升到导带的更高能级
带隙越小，激发电子所需的能量越少
“由于我们探索的材料的带隙非常小，只需要很少的光能就能感应出电流，”希马尼·阿罗拉解释道
“这就是可探测光谱范围大的原因
" 通过将探测器冷却到较低的温度，可以进一步提高性能，因为抑制了电子的热激发
其他改进包括优化组件配置、生产更可靠的触点和进一步开发材料
结果表明，基于多光子晶体光纤的光电探测器将有一个光明的前景
由于其电子特性和低廉的制造成本，金属氧化物薄膜层是一系列光电应用的有前途的候选材料
“下一步是按比例增加层的厚度，”阿图尔·埃尔比展望未来说
“在书房里，1
使用7微米多孔膜来构建光电探测器
为了将它们集成到组件中，它们需要明显更薄
“如果可能的话，目标是将叠加层缩小到70纳米，即比其尺寸小25倍
该层厚度以下的材料应具有相当的性能
如果团队能够证明这些明显较薄的层中的功能保持不变，他们就可以开始将其开发到生产阶段
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
