基于带通切换的多任务、多路复用、可切换红外光电子检测技术

《ACS Photonics》：Multitask Multiplexed Switchable Infrared Optoelectronic Detection Based on Band Switch

提出基于三端可选肖特基结的低功耗低串扰多功能检测方案，通过内置电场实现多数载流子自隔离与少数载流子高效传输，噪声电流低至4.2×10–27 A2/Hz，支持实时边缘成像（字母 masks/目标车辆）和ppm级可燃烃检测，为集成检测系统提供创新架构。

　　

在光电子器件的开发过程中，检测系统的多功能性和集成性一直是主要的研究方向。功能堆叠器件的结构设计有助于获取复杂多样检测任务所需的信息，从而显著提高信息密度。然而，高集成密度带来的热管理问题以及不同任务之间的信号串扰等问题，为多功能检测结构带来了诸多挑战。在这项研究中，我们提出了一种低功耗、低串扰且可切换的多功能检测方案。该方案的多功能性得益于三端可选肖特基结器件自身的隔离特性和低能耗。肖特基结内置的电场能够有效阻挡多数载流子，同时促进少数载流子的传输。这使得该器件无需外部偏置即可实现4.2 × 10^–27 A² Hz^–1的噪声电流。我们展示了该系统对字母掩码和目标车辆的实时边缘成像能力，以及其在百万分之一（ppm）浓度下识别易燃碳氢化合物的能力。这种低功耗、低串扰的多功能架构为下一代多功能集成检测系统提供了一种新的解决方案。