化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
南京大學在超弱紅外光探測方面獲突破進展
2025年06月12日 14:31:57
來源：化工儀器網 點擊量：3880
南京大學王肖沐教授和王軍轉教授通過設計遂穿結光電場效應晶體管，創新地提出基于陡坡效應的光電晶體管，這一突破重新定義了光電探測器的靈敏度標準。
近日，南京大學科研團隊在超弱紅外光探測領域取得了顯著進展，這一突破重新定義了光電探測器的靈敏度標準。這項研究不僅為紅外光探測技術的發展提供了新的方向，也為相關領域的科學研究和實際應用帶來了新的可能。
南京大學王肖沐教授和王軍轉教授通過設計遂穿結光電場效應晶體管，創新地提出基于陡坡效應的光電晶體管(steep-slopephototransistors)，即通過降低亞閾值擺幅提升紅外極限弱光探測探測能力的方法，突破了常規只采用比探測率定義探測器的探測極限的標準，并在實驗上取得突破性進展。
在現代科技領域，高效靈敏的紅外光檢測技術在夜視、環境監測、醫療成像和通信等應用中具有關鍵作用。傳統紅外探測器通常采用比探測率(D*)和等效噪聲功率(NEP)作為性能評價指標，然而在器件工作在非線性面對極弱光信號時，由于器件受到熱擾動帶來的所謂‘Boltzmanntyranny’的限制，往往需要先填充器件量子電容，從而降低載流子傳輸的勢壘，嚴重制約了其在弱光探測中的應用性能。
針對這一技術瓶頸，科研團隊提出創新解決方案，開發出隧穿結的場效應器件結構(TFET)。該器件利用隧穿效應實現小亞閾值擺幅(SS)，顯著提升了光生載流子的收集效率，使弱光探測能力較傳統器件提升30倍以上，取得了突破性進展。
研究團隊采用窄禁帶的黑磷作為探測器工作物質，通過創新性地分區柵控構造隧穿結的場效應器件結構，相比于傳統的場效應晶體管(CFET)，隨著載流子濃度增加，遂穿結更容易實現對載流子的抽取和收集，這樣就對應更陡直更小的SS。通過測量器件變溫輸運曲線，分別提取了不同溫度下的SS，證實了亞閾值區域TFET帶間遂穿主導的工作模式，大大降低了SS。進一步研究了亞閾值擺幅(SS)與開啟閾值的關聯性，得到了探測閾值光功率基本和SS成正比的關系，實現了超弱紅外光信號的高效捕獲與轉換，80K溫度下，最低探測功率為35pW。這一突破性進展為紅外探測技術的發展開辟了新途徑，在微弱信號檢測領域展現出重要應用價值。
南京大學在超弱紅外光探測方面的這一重要進展，為光電探測器的靈敏度標準樹立了新的標桿。相信在未來，隨著這項技術的進一步完善和推廣，將在科學研究和實際應用中發揮更大的作用，為推動相關領域的發展做出更大貢獻。
素材來源：南京大學
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
項目名稱：復旦大學高溫紅外輻射測試設備，項目編號：3109-254Z20253009，招標范圍：高溫紅外輻射測試設備 1套，招標機...2025-07-03 14:39:13
-
項目名稱：華東理工大學超細顆粒全自動原位紅外成像系統，項目編號：1639-254122240140/02，招標范圍：超細顆粒全自動...2025-05-21 13:33:43
-
致力于推動國產工業溫控智能化 普泰克驚艷亮相CIBF2025
作為工業溫控領域的技術型企業，普泰克(上海)制冷設備技術有限公司(以下簡稱“普泰克”)攜其核心產品——新能源部件測試溫控系統驚艷亮...2025-05-19 10:48:45 -
項目名稱：京東方第8.6代AMOLED生產線項目，項目編號：4197-244BOECDDT01/125，招標范圍：紅外烘焙系統，招...2025-03-14 13:33:04
-
近日，牡丹江醫學院就“公衛綜合實訓中心實驗室建設(二次)”項目發布公開招標公告，預算金額為396.96萬元。2025-01-16 14:11:41
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
