【摘 要】
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光电探测器是一种能够捕获光信号并将其转化为电信号的重要光电子器件,在成像、光通信、环境监测、夜视和安全检查等军事和国民经济领域有重要应用价值。十族过渡金属硫化物由于其可调带隙、高载流子迁移率和优异的空气稳定性而引起了人们广泛的关注。作为一种新颖的十族过渡族金属硫化物,二维二硒化铂（PtSe2）具有独特的光电性质,是实现宽波段高性能光电探测十分理想的光电材料之一。然而,面向多功能光电应用的集成器件的
【基金项目】
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国家自然科学基金； 安徽省自然科学基金； 中央高校基本科研业务费；
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光电探测器是一种能够捕获光信号并将其转化为电信号的重要光电子器件,在成像、光通信、环境监测、夜视和安全检查等军事和国民经济领域有重要应用价值。十族过渡金属硫化物由于其可调带隙、高载流子迁移率和优异的空气稳定性而引起了人们广泛的关注。作为一种新颖的十族过渡族金属硫化物,二维二硒化铂（PtSe2）具有独特的光电性质,是实现宽波段高性能光电探测十分理想的光电材料之一。然而,面向多功能光电应用的集成器件的相关研究仍处于起步阶段。制备高集成度、高性能的探测器阵列是当前的研究热点与前沿方向。本文成功制备了高质量图案化二维PtSe2薄膜,在此基础上构筑了PtSe2/金字塔硅异质结光电探测器阵列,对器件光电性能进行了研究并对其相关应用进行了探索。具体研究内容如下:采用传统紫外光刻和电子束蒸镀技术,结合热辅助硒化方法成功实现了二维PtSe2薄膜的大面积图案化生长;构筑PtSe2/金字塔硅异质结光电探测器阵列,对器件的多种性能参数进行了广泛考察。对影响器件性能的因素如光吸收能力、界面钝化等进行了研究,并结合理论计算进行阐述。此外,该光电探测器阵列呈现出优异的性能均匀性和可重复性,能可靠地记录近红外光产生的图像和监测运动的光信号,展现了在近红外图像传感和光轨迹跟踪应用方面的潜力。本文在基于高性能PtSe2/金字塔硅异质结光电探测器阵列的研究及其应用中的创新之处为:实现了大面积二维PtSe2薄膜的图案化生长;利用金字塔硅微结构和界面钝化技术来实现光电探测器性能提升;初步实现了光电探测器的集成,展现其在近红外图像传感和光轨迹追踪应用方面的巨大潜力。本文研究结果对推动基于二维材料的光电器件的集成化发展并对拓展其应用领域有重要启示。
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