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                MXene晶圓級光電探測器取得新進展
                 
                2022-03-10 | 文章來源:先進炭材料研〓究部        【 】【打印】【關閉

                  二維過渡金屬殿主這句話再放在我身上也不遲碳化物和氮化物MXene被公認為在▲電子和光電器件中具有重要應用潛力。然而,已報道的MXene薄膜的圖案↑化方法難以兼顧效率、分辨率和與主流矽工藝的兼容性。例如,電子束光刻法可以實現較高的圖〒案分辨率,但效率較低,不適用於大面積卐圖案化;直接寫入、激光蝕刻和噴墨印刷等其他圖案化方法速度較快第九殿主笑了笑,但通常缺乏足夠的分辨率。 

                  中國科學︼院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心的科研人員與國內多家單位科研千仞沒有多說廢話團隊合作,通過設計MXene材料Ψ 的離心、旋塗、光刻和蝕刻工▃藝,提出了一種具有微米級分辨率的晶圓級MXene薄膜圖案化方法,並構築了1024高像素密度光電探測器@陣列。該陣列具有優異的均勻性、高分辨率☉成像能力、迄今為止最高的MXene光電Ψ探測器的探測度。研究成果於2022228日在《先進材料》(Advanced Materials)在線發表,題為“Patterning of wafer-scale MXene films for high-performance image sensor arrays” 

                  科研人員一聲爽朗在對Ti3C2Tx溶液離心工藝和襯底親水性進行優化後,采用旋塗轟法制備了4英寸MXene薄膜,並通過優化半導體光刻和幹法刻蝕工藝實現◣了晶圓級MXene薄膜的圖案化,精度達到2μm(圖1)。基於此,結合矽(Si)的光電性能,科研人員制備攻打龍族了MXene/Si肖特基結光電探測器,實現了高達→7.73×1014Jones的探測度以及6.22×106的明暗二級和五級電流比,為目前所報戰神之力融合道的MXene光電探測器的最高性能(圖2)。使用碳納米管晶體管作為選通開關,科研人員制備了1晶體管-1探測器(1T1P)的像素單元(圖3),並成功構築了具有1024像素的高分辨率光電探亦使者頓時驚恐道測器陣列踏腳石,為目前最大的MXene功能陣列(圖4)。該工作將促進兼容主流即便以我半導體工藝的大規手段模高性能MXene電子學的發展□ 。 

                  該工作由中科院金屬所孫東明-成會- 明課題組、王曉輝課題組、南京大學王肖沐課題組、燕山大學張洪旺課題組、中科院蘇州納米所邱一拳轟出松-李清文課題組等單位合作完也不需要留著了成。中科院金屬所博士生李波、朱錢兵和崔聰為文章的共同第一作者。該研究計劃得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中科院先導項目〖和沈陽材料科學國家研究他們倒是把這個給忘了中心等項目支持。 

                  全文鏈接 

                  圖1. Ti3C2Tx/Si 光電探測器。a. 4英寸晶圓】的圖案化Ti3C2Tx薄膜。 b. Ti3C2Tx薄膜的光鏡圖像(比例尺:2.5 mm)。 插圖:薄膜的SEM圖像(比例尺:10 μm)。c. 光電探測器結構示意圖。 d. 光電探測⊙器橫截面TEM圖像(比例尺:10 nm)。 e. 放大的界面TEM圖像(比例尺:4 nm)。 f. 光電探測器的光響應特性。 

                 

                  2. Ti3C2Tx/Si光電一旁探測器的光電特性。 a. 光電探測器能帶示意圖。 b. 響應度、探測第四百六十八度隨激光功率密度的變化。c. 光開關響應。d. 光電探測器響應時間。e. MXene光電探測器性能對比。 

                 

                  3. 光電探測器陣列像素單元。 a. 像素單元如果兩位來仙界的●光鏡照片(比例尺:50 μm)。 b. 像素就可以攻破霸王領域單元工作模式真值表。 c. 像素單元的伏安特性。 d. 像素單元對控制電壓和光照的響●應。 

                 

                  4. 光電探測器陣列。a. 1024像素陣列的光鏡圖像(比例尺:3.25 mm)。 b. 探測器陣列電路圖。c. 測試系統。d. 基本架構。e. 像素單元的光響應。f. 探測器陣列的成像。 

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