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Low-cost uncooled MWIR PbSe quantum dots photodiodes

机译：低成本未冷却MWIR PBSE量子点光电二极管

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A mid-wave infrared (MWIR) uncooled PbSe-QDs/CdS p-n heterojunction photodiode has been fabricated using a wet-chemical synthesis route. This offers a low-cost alternative to traditional monocrystalline photodiodes relying on molecular beam epitaxy (MBE) technology. It was demonstrated that the post-annealing is critical to tailor the photoresponse wavelength and to improve the performance of photodiodes. After annealing at 673 K in air for 0.5 h, the ligand-free PbSe-QDs/CdS photodiode exhibits a MWIR spectral photoresponse with a cutoff wavelength of 4.2 mu m at room temperature. Under zero-bias photovoltaic mode, the peak responsivity and specific detectivity at room temperature are 0.36 +/- 0.04 A W-1 and (8.5 +/- 1) x10(8) cm Hz(1/2) W-1, respectively. Temperature-dependent spectral response shows an abnormal intensity variation at temperatures lower than 200 K. This phenomenon is attributed to the band alignment transition from type II to type I, resulting from the positive temperature coefficient of PbSe. In addition, it was proved that In doped CdSe (CdSe:In) films could be used as a promising new candidate of infrared transparent conductive electrodes, paving the way for monolithic integration of uncooled low-cost MWIR photodiodes on Si readout circuitry.
机译：使用湿化学合成途径制造了中波红外（MWIR）未冷却PBSE-QDS / CDS P-N异质结光电二极管。这提供了依赖于分子束外延（MBE）技术的传统单晶光电二极管的低成本替代品。结果表明，退火后对照光波长定制并提高光电二极管的性能至关重要。在空气中以673k退火0.5小时后，配体的PBSE-QDS / CDS光电二极管在室温下表现出具有4.2μm的截止波长的MWIR光谱光学态。在零偏置光伏模式下，室温下的峰值响应度和特定检测率分别为0.36 +/- 0.04A W-1和（8.5 +/1）X10（8）CM Hz（1/2）W-1 。温度依赖性光谱响应显示在低于200k的温度下的异常强度变化。该现象归因于II型至I型的带对准转变，由PBSE的正温度系数产生。此外，证明，在掺杂的CDSE（CDSE：IN）薄膜中可以用作红外透明导电电极的有希望的新候选者，为SI读数电路上的未冷却低成本MWIR光电二极管的单片集成铺平了途径。

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  • 来源
    《RSC Advances》 |2019年第72期|共8页
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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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