3D狄拉克半金属(Cd_(1-x)Zn_(x))_(3)As_(2)/Sb_(2)Se_(3)背对背异质结用于超高信噪比的高速宽光谱光电探测器

三维(3D)狄拉克半金属因其独特的拓扑能带结构及优异的光电性能在中/远红外波段的宽光谱光电探测领域具有巨大的应用潜力.然而,由于较大的暗电流,构建具有高信噪比(SNR)的3D狄拉克半金属宽光谱光电探测器仍面临很大挑战.本工作基于分子束外延生长的(Cd_(1-x)Zn_(x))_(3)As_(2)薄膜发展了一种超低器件噪声的3 D狄拉克半金属(Cd_(1-x)Zn_(x))_(3)As_(2)/Sb_(2)Se_(3)背靠背异质结光电探测器线阵.得益于有效的双异质结设计策略,该探测器可以实现从可见光(450 nm)到中红外(4.5μm)波段的室温高性能宽光谱探测器目标,其峰值SNR和D*分别可达104和5.2×10^(12)Jones,并具有相对较快的响应速度(~87.5μs).此外,不同探测器线列单元之间呈现出的稳定性、均匀性特征表明了其在未来应用于光迹实时跟踪等光电子器件中的可行性.该研究为基于3D狄拉克半金属材料制备具有超高SNR的高速宽光谱光电探测器提供了参考策略,展示了半金属在高速非制冷红外焦平面成像阵列探测器中的广阔前景.