SCMs|3D狄拉克半金属(Cd1−xZnx)3As2/Sb2Se3背对背异质结用于超高信噪比的高速宽光谱光电探测器

三维（3D）狄拉克半金属因其独特的拓扑能带结构及优异的光电性能在中/远红外波段的宽光谱光电探测领域具有巨大的应用潜力。然而，由于较大的暗电流，构建具有高信噪比（SNR）的3D狄拉克半金属宽光谱光电探测器仍面临很大挑战。

近日，电子科技大学王军教授、复旦大学修发贤教授和南京大学施毅教授等人在Science China Materials发表研究论文，基于分子束外延生长的(Cd_1−xZn_x)₃As₂薄膜发展了一种超低器件噪声的3D狄拉克半金属(Cd_1-xZn_x)₃As₂/Sb₂Se₃背靠背异质结光电探测器线阵。

本文要点：

1) 得益于有效的双异质结设计策略，所制备的探测器可以实现从可见光（450 nm）到中红外（4.5 µm）波段的室温高性能宽光谱探测器目标，其峰值SNR和D*分别可达10⁴和5.2 × 10¹² Jones，并具有相对较快的响应速度（~87.5 µs）。

2) 此外，不同探测器线列单元之间呈现出的稳定性、均匀性特征表明了其在未来应用于光迹实时跟踪等光电子器件中的可行性。

该研究为基于3D狄拉克半金属材料制备具有超高SNR的高速宽光谱光电探测器提供了参考策略，展示了半金属在高速非制冷红外焦平面成像阵列探测器中的广阔前景。

文章信息

Zhang X., Yang Y., Zhou H., et al. Three-dimensional Dirac semimetal (Cd_1-xZn_x)₃As₂/Sb₂Se₃back-to-back heterojunction for fast-response broadband photodetector with ultrahigh signal-to-noise ratio. Sci. China Mater. (2022).https://doi.org/10.1007/s40843-022-2270-1

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