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MXene晶圆级光电探测器取得新进展

发布时间:2022-03-15 16:39:17  |  来源:中国网·米乐m6下载链接  |  作者:辛闻  |  责任编辑:王虔
关键词:MXene,探测器,工艺,科研,分辨率

中国网/米乐m6下载链接讯  二维过渡金属碳化物和氮化物MXene被公认为在电子和光电器件中具有重要应用潜力,然而,已报道的MXene薄膜的图案化方法难以兼顾效率、分辨率和与主流硅工艺的兼容性。近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的科研人员与国内多家单位科研团队合作,通过设计MXene材料的离心、旋涂、光刻和蚀刻工艺,提出了一种具有微米级分辨率的晶圆级MXene薄膜图案化方法,并构筑了1024高像素密度光电探测器阵列。该阵列具有优异的均匀性、高分辨率成像能力、迄今为止最高的MXene光电探测器的探测度。研究成果于2022228日在《先进材料》在线发表

据介绍,科研人员在对Ti3C2Tx溶液离心工艺和衬底亲水性进行优化后,采用旋涂法制备了4英寸MXene薄膜,并通过优化半导体光刻和干法刻蚀工艺实现了晶圆级MXene薄膜的图案化,精度达到2 μm。基于此,结合硅(Si)的光电性能,科研人员制备了MXene/Si肖特基结光电探测器,实现了高达7.73×1014 Jones的探测度以及6.22×106的明暗电流比,为目前所报道的MXene光电探测器的最高性能。使用碳纳米管晶体管作为选通开关,科研人员制备了1晶体管-1探测器(1T1P)的像素单元,并成功构筑了具有1024像素的高分辨率光电探测器阵列,为目前最大的MXene功能阵列。该工作将促进兼容主流半导体工艺的大规模高性能MXene电子学的发展。

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