基于PbSe胶体量子点的高效、低噪声扩展短波光电二极管，具有宽耗尽宽度

《Advanced Optical Materials》：Efficient and Low-Noise Extended Shortwave Photodiodes Based on PbSe Colloidal Quantum Dots with Wide Depletion Width

提高PbSe量子点扩展近红外光电二极管性能通过Ag掺杂优化能级排列，增大耗尽层宽度，延长载流子寿命并抑制复合，降低漏电流，使外量子效率提升至9.5%，检测度达4.8×10^10 Jones，与InGaAs器件相当。

　　

摘要

最近，基于PbSe胶体量子点（CQDs）的高效且稳定的扩展短波（eSWIR）光电二极管被报道出来。然而，基于PbSe的eSWIR光电二极管的进一步改进仍然受到光生载流子寿命短和暗态下噪声电流高的限制。在这项工作中，通过用Ag原子掺杂PbS CQDs，优化了n型PbSe CQD活性层与p型PbS CQD功能层之间的能级对齐。将Ag掺杂到p型层中后，PbSe eSWIR光电二极管的内建电势从0.05伏增加到超过0.5伏，从而在p-n结处形成了更宽的耗尽层。更宽的耗尽层延长了光生载流子的寿命，并抑制了载流子的双分子复合。此外，掺杂了Ag的PbS CQD p型功能层的表面更加光滑，裂纹也变得更小，这有助于减少漏电流并提高载流子的提取效率。最终，这些光电二极管在零偏压下的外部量子效率从6.2%提高到了9.5%，并且在λ=2.5 μm时实现了4.8 × 10¹⁰ Jones的室温特定检测率，这与基于外延InGaAs的光电二极管（λ：0.9–2.6 μm）的性能相当。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。