Учёные из Южной Кореи повысили эффективность фотодиодов

Фотодиоды — это устройства на основе полупроводников, которые преобразуют свет в электричество и широко используются в таких технологиях, как фотоэлектрические системы, сенсоры, устройства визуализации и коммуникации. В последние годы инженеры активно работают над улучшением эффективности этих устройств, стремясь повысить их способность преобразовывать свет в электрический ток.

Одним из перспективных подходов является использование двумерных (2D) полупроводников, которые обладают уникальными свойствами благодаря своей ультратонкой структуре, состоящей всего из нескольких атомных слоёв. Однако до сих пор многие фотодиоды на основе 2D полупроводников не демонстрируют ожидаемой эффективности, что связано с эффектом, известным как фиксация уровня Ферми. Это явление ограничивает способность фотодиодов эффективно работать на границе раздела между металлом и полупроводником.

Группа исследователей из Корейского института науки и технологий (KIST), Корейского университета и Университета Ёнсе предложила инновационное решение. Они разработали новые межслойные контакты с проводящими мостиками, которые значительно улучшают перенос заряда в фотодиодах на основе двумерных материалов. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Electronics и могут стать основой для создания более эффективных оптоэлектронных устройств.

Конструкция межслойного контакта включает тонкий изолирующий слой, разделяющий металл и полупроводник. Этот слой состоит из оксида, в который встроены золотые нанокластеры, создающие проводящие пути для эффективного переноса заряда. Благодаря таким контактам, фотодиод на основе дисульфида вольфрама (WS2) продемонстрировал высокие характеристики: фоточувствительность 0,29 А/Вт, линейный динамический диапазон 122 дБ и эффективность преобразования 9,9%.

В ходе своих экспериментов исследователи обнаружили, что разработанные межслойные контакты успешно уменьшают нежелательные электронные взаимодействия, такие как привязка к уровню Ферми, что значительно улучшает преобразование энергии в фотодиодах. 

В будущем эти межслойные контакты с проводящими мостиками могут быть интегрированы и протестированы в других оптоэлектронных устройствах, что откроет перспективы для развития широкого спектра технологий, включая системы связи, датчики и устройства визуализации.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную