SiO2介电层增强Cu2O薄膜光电探测器性能的研究及其在可见光探测中的应用

本研究通过电子束蒸发技术制备了Si/SiO2/Cu2O结构可见光光电探测器，发现SiO2介电层的引入显著降低了暗电流（2.99×10-8 A），提高了光暗电流比（99.85），并优化了响应率（Responsivity）、探测率（Detectivity）及噪声等效功率（NEP），为高性能可见光探测提供了新策略。

　　

Highlight

本研究展示了一种基于Si/SiO₂/Cu₂O和Si/Cu₂O的可见光光电探测器，采用电子束蒸发沉积技术制备。在Si/SiO₂/Cu₂O结构中引入SiO₂介电层，通过电子阻挡效应显著提升了器件性能，实现了较低的暗电流（2.99×10^-8 A），明显低于p-Si/Cu₂O器件的暗电流（2.62×10^-7 A）。此外，Si/SiO₂/Cu₂O光电探测器获得了高达99.85的光暗电流比，并表现出卓越的光电探测性能，包括更高的响应率、改善的探测率和降低的噪声等效功率（NEP）。这些发现表明p-Si/SiO₂/Cu₂O光电探测器是高灵敏度可见光探测的优秀候选者。

Conclusion

总之，本研究成功利用电子束蒸发技术制备了基于纯Cu₂O薄膜和SiO₂界面Cu₂O薄膜的光电探测器。通过FESEM和EDS分析确认了薄膜的成功生长和元素分布，XPS分析进一步验证了Cu₂O的化学状态，显示Cu 2p峰位于932.6 eV和953.4 eV，对应Cu⁺状态。电学性能分析表明，SiO₂层的引入显著优化了器件的光电特性。