英文原题：EpitaxialTopologicalInsulatorBi2Te3forFastVisibletoMid-InfraredHeterojunctionPhotodetectorbyGrapheneAsChargeCollectionMedium

通信做家：王军，电子科技大学；何亮，南京大学

做家：XingchaoZhang(张兴超)，XianchaoLiu(刘贤超)，ChaoyiZhang(张超毅)，SiluPeng（彭思露），HongxiZhou(周泓希)，JunGou(苟君)，XinranWang(王怅惘)

文章走光概括

1.经过火子束内涵在GaAs()B晶圆上成长出大面积、匀称的高原料拓扑绝缘体碲化铋(Bi?Te?)薄层。

2.以石墨烯(Gr)做为电荷搜集序言，所建立的Gr/Bi?Te?/GaAs异质结光电探测器阵列底细完成了从看来光到中红外的室温高速宽光谱探测指标。

靠山引见

拓扑量子态是频年来凝结态物理的强大发觉，为建立新式室温高速红外探测器件供给了新的材料根本。以Bi?Te?为代表的拓扑绝缘体由于存在不同于通例半导体的非常表面态,于是可以展现出新奇的物理个性，如量子失常霍尔效应、优越的载流子转移率、拓扑窄/零带隙能带组织、强的宽光谱汲取等，特别适适用于低能耗的宽光谱光电探测器件。但是，今朝大大都拓扑绝缘体基光电探测器中所具备的高暗电流、低光汲取等特色是形成器件信噪比低、相应速率慢、探测率不够的关键，成为束缚其将来运用的瓶颈。为了克复这些题目，有需要经过在材料成长、器件异质组织计划、光生载流子调控等方面临探测器的光电功能实行优化，以完成更有用的室温高速宽光谱探测指标。

图1.拓扑绝缘体Bi?Te?基异质结光电探测器阵列底细组织示用意与能带罗列示用意

文章走光

指日，电子科技大学王军老师和南京大学何亮老师在ACSNano上颁发了基于拓扑绝缘体Bi?Te?的高速、宽光谱光电探测器相干协商。经过火子束内涵的办法直接在GaAs晶圆上成长了无缓冲层的高原料Bi?Te?薄层，保证了材料与衬底之间载流子的高效传输。随后以石墨烯(Gra)做为顶部晶莹电极，建立了Gra/Bi?Te?/GaAs异质结光电探测器(4×4)阵列底细器件，完成了从看来光(nm)到中红外(0nm)波段的室温高速宽光谱探测。

图2.Bi?Te?TI/GaAs异质结的制备和表征。(a,b)Bi?Te?晶体结讲和分子束内涵经过示用意。(c)样本的高分辩率XPS谱，(d)拉曼光谱，(e)汲取光谱，(f)SEM。(g)Bi?Te?薄层的截面TEM和(h)HRTEM图。

归纳/预计

本处事经过火子束内涵的办法在GaAs()B晶圆上内涵成长出大面积匀称的高原料拓扑绝缘体碲化铋(Bi?Te?)薄层，削减了界面毛病的影响，保证了面间载流子的有用传输。所建立的Gr/Bi?Te?/GaAs异质结光电探测器阵列底细经过以单层石墨烯(Gr)做为电荷搜集介质完成了从看来光到中红外的室温高速宽光谱探测指标。这项处事说明集成在保守功效衬底的拓扑量子材料在将来高速宽光谱的非制冷焦平面阵列或红外通信系统等范围具备要紧运用前程。

相干论文颁发在ACSNano上，电子科技大学博士协商生张兴超为文章的第一做家，王军老师和何亮老师为通信做家。

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