《Nanoscale》刊登徐红星教授团队研究进展：等离激元调制的光热电型硅基光电探测器

近日，我院徐红星教授研究组依托武汉大学纳米中心微加工实验室，首次实现了等离激元调制的光热电型硅基光电探测器。该工作以“A plasmon modulated photothermoelectric photodetector in silicon nanostripes”为题在国际著名刊物Nanoscale上发表。论文第一署名单位是武汉大学，博士生刘维康为第一作者，管志强副教授和徐红星教授为共同通讯作者。 光热电效应（Photothermoelectric effect）是近年来发现的一种新型光电探测机制。在光热电过程中，光电响应是由光致热载流子的温度梯度驱动产生，不同于热电响应中由声子温度梯度导致的热电响应机制。光热电效应因在二维材料中被发现其响应超过光伏效应而受到广泛关注。如何结合等离激元等纳米光学前沿研究，利用光热电效应实现太阳能电池、光电探测器等在波长范围、偏振响应等性能上的提高，是当前光热电领域关注的焦点。 在本工作中，徐红星课题组通过结合硅带状纳米材料与金纳米光栅结构，首次实现了具有偏振、波长分辨的等离激元增强光热电型硅基光电探测器。通过制备欧姆型电极接触，有效避免了光伏效应的影响，保证了硅纳米材料中较强的光热电效应响应。光热电效应的高效响应，一方面归功于轻掺杂硅纳米材料较高的塞贝克系数，另一方面得益于金纳米光栅等离激元结构引起硅材料中的共振光吸收。在633nm激光照射下，我们制备的器件实现了高达的开路光电压响应，并且具有波长、偏振等特异光电响应。相关工作为进一步探索基于光热电效应的新型光电器件打下了基础。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金的支持。论文链接: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nr/c8nr10222h

2019-06-13