記者近日從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉,該校首次制備出大晶粒非層狀結(jié)構(gòu)的硒化鎳薄膜,并成功將其構(gòu)筑為光探測器陣列,為新一代柔性圖像傳感器的研發(fā)提供了新的方法。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)材料》上。
未來可穿戴智能設(shè)備要求圖像傳感器具有柔性,可以彎曲折疊,而目前在數(shù)碼相機(jī)中廣泛應(yīng)用的集成圖像傳感器,由于其硅基底不具有柔性,難以滿足未來需求。而柔性低維材料被認(rèn)為是硅基底的理想替代者。
該校材料科學(xué)與工程學(xué)院王敏教授和陳翌慶教授團(tuán)隊與韓國成均館大學(xué)科研人員合作,提出了一種新的界面限域外延生長方法,成功制備出高質(zhì)量大晶粒非層狀結(jié)構(gòu)硒化鎳薄膜。課題組通過硒化鎳微米帶陣列的圖形化生長,構(gòu)筑高性能且均勻性好的光探測器陣列,為柔性圖像傳感器的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
據(jù)介紹,由于這種新型材料薄膜的晶粒達(dá)到微米尺度,晶粒間的晶界減少,顯著降低了晶界對載流子的散射,從而大幅提高了光探測器的響應(yīng)度。實驗結(jié)果表明,基于微米尺度晶粒的高質(zhì)量硒化鎳薄膜所制備的光探測器,每瓦光照可以獲得150安培的電流,其響應(yīng)度比納米尺度晶粒的薄膜提高了4個量級。
“非層狀結(jié)構(gòu)材料在自然界廣泛存在,但由于其缺乏內(nèi)在各向異性生長的驅(qū)動力,這一結(jié)構(gòu)材料的薄膜生長很難實現(xiàn)。”王敏教授介紹說,這一成果攻克了非層狀結(jié)構(gòu)材料薄膜生長難題,可以應(yīng)用于更多種類的相關(guān)材料。同時,這種材料在光探測器陣列的構(gòu)筑方法、制備和加工工藝方面與目前廣泛采用的傳統(tǒng)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體電子學(xué)相兼容,更加有利于其實際應(yīng)用。
原標(biāo)題:新材料讓圖像傳感器“身段”變?nèi)彳?/p>
責(zé)任編輯:海凡
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