記者從中科院合肥物質科學研究院了解到, 該院固體物理所納米材料與納米結構研究室費廣濤研究員課題組, 在W摻雜有序二氧化釩納米線陣列光電性能研究方面取得最新進展. 日前相關研究結果發表在國際學術刊物《應用表面科學》上.
氧化釩材料具有高的電阻溫度係數和光熱效應, 在紅外探測方面具有潛在的應用前景. 氧化釩單根納米線結構因帶隙窄, 結晶性好及比表面積大等優點, 用其構築的器件具有好的光響應度和量子效率等優勢, 是目前氧化釩紅外探測的主要研究方向. 然而, 氧化釩單根納米線的有效光照面積非常小, 導致所產生的光電流很低, 限制其應用. 將單根納米線有序排列起來, 由於單個納米線的整合效應和有序排列導致電子在傳輸過程中具有極高的傳輸速率和低的損耗, 這樣既可以發揮納米材料光電特性好的優點, 又能夠最大限度地增加有效光照面積, 可以使其獲得較高的光電流值, 從而實現優異的光電響應性能.
另一方面, 對半導體而言, 元素摻雜具有減少光生電子空穴對複合, 提高電導率, 提高自由載流子濃度和載流子壽命等特點, 因此, 它被認為是提高光電探測器光響應的一種有效方法.
為此, 費廣濤研究員課題組碩士研究生謝秉合等製備了高質量二維有序W摻雜二氧化釩納米線陣列. 這種有序的W摻雜納米線陣列展現出了毫秒級的快速紅外響應速度和高達21.4mA/W的響應率, 相比於純的二氧化釩納米線陣列探測器 (響應度為0.29mA/W) , W摻雜之後的響應率提高了近兩個數量級.
這項研究成果為未來的高性能光電器件的設計提供了一種直接方便的路徑.
