近日,我校物理与电子工程学院刘婷婷博士、理论物理研究团队合作发表了题为《Strain Engineering for Enhanced TiN/TiO2 Hot Electron Photodetection》的论文,论文主要研究了应变提升热电子光电探测器性能。论文发表于《nanomaterials》,该期刊为中科院三区。

金属/半导体异质结热载流子光电探测器因能突破半导体带隙限制、实现室温超快响应而备受关注,但量子效率偏低始终制约其实际应用。本论文提出利用晶格应变调控金属电子结构以提升器件性能。以难熔等离激元材料氮化钛(TiN)为吸光材料,采用第一性原理计算系统研究了压缩与拉伸应变下 TiN 电子结构的演化,并计算了热载流子产生能量分布,热载流子寿命和平均自由程。最后采用平面 TiN/TiO₂ 探测器评估了 0.1–3.0 eV 光子能量范围内的注入效率与响应度。结果表明,−6% 压缩应变有效提升了TiN基热载流子器件响应度。该工作为利用应变工程优化难熔等离激元热电子光电器件提供了理论依据。
该研究得到了陕西省自然科学基础研究计划项目和陕西省教育厅专项科研计划项目等的资助。
(供稿单位:物理与电子工程学院)