HgTe纳米晶的表面钝化技术实现了高达EG/2的开路电压，并将其与介电腔体耦合，从而实现了高灵敏度的检测

《Advanced Materials》：Surface Passivation of HgTe Nanocrystals Enabling EG/2 Open-Circuit Voltage and Their Coupling to Dielectric Cavity for Narrow Detection

　　

摘要

胶体HgTe纳米晶体（NCs）为红外光电子学提供了一个多功能、可溶液处理的平台，然而它们集成到高性能二极管中的过程长期以来一直受到表面陷阱限制的开路电压（V_OC）、高暗电流以及不足的热稳定性的阻碍。在这里，我们展示了在HgTe核心周围生长超薄CdS壳层，并结合优化的阳离子交换协议，能够实现前所未有的陷阱态钝化，同时减少物种之间的扩散并改善界面能带对齐。将这些HgTe/CdS NCs应用于采用SnO₂电子传输层和Ag掺杂CdTe空穴选择性接触的二极管结构中，暗电流降低了两个数量级，开路电压（V_OC）降至420 mV；这是HgTe基NC光电二极管首次超过其光学带隙的一半。在室温下工作时，这些器件的检测灵敏度高达1.5 × 10¹¹ Jones，响应时间低于200 ns。利用降低的暗电流和改善的薄膜均匀性，我们进一步将这些光电二极管集成到介电布拉格腔中，实现了在1.55 μm波长下窄至90 cm^?1的检测线宽。这种二极管设计受益于强的场增强效应，而器件的吸收特性限制了线宽。我们的结果表明，表面钝化的HgTe NCs是实现紧凑、窄带且热稳定的红外光电探测器的可行途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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