多伦多大学Sargent等Adv Mater：III-V量子点实现近红外快速光探测

纳米技术

2022-06-30

胶体量子点的能带能够调控而且能够通过溶液相加工，因此胶体量子点被认为是具有前景的IR光探测器材料，但是目前胶体量子点的响应能力速度比Si或者InGaAs材料更低。

其中，II-VI型胶体量子点材料的较高介电常产生屏蔽作用和电容，导致缓慢的电荷抽取速率；III-V型胶体量子点材料具有更低的介电常数，因此可能更好的用于快速光探测。

有鉴于此，多伦多大学Edward H. Sargent和F. Pelayo García de Arquer等报道发现InAs量子点材料由于没有钝化的表面和难以控制的过度掺杂，导致产生共价性的不平衡的电荷传输，影响光探测性能。通过两性配体修饰表面结构，改善量子点的光探测性能。

本文要点

（1）

通过使用两性配体修饰量子点的表面，发现能够同时控制In和As的界面悬垂化学键，因此构建的新型InAs量子点实现了较高的载流子传输能力（0.04 cm² V^-1 s^-1），与PbS量子点相比介电常数降低4倍，在940 nm的外量子效率达到30 %。因此构建了光二极管实现了高达2 ns的快速响应能力，是目前最快的光二极管。

参考文献

Bin Sun, Amin Morteza Najarian, Laxmi Kishore Sagar, Margherita Biondi, Min-Jae Choi, Xiyan Li, Larissa Levina, Se-Woong Baek, Chao Zheng, Seungjin Lee, Ahmad R. Kirmani, Randy Sabatini, Jehad Abed, Mengxia Liu, Maral Vafaie, Peicheng Li, Lee J. Richter, Oleksandr Voznyy, Mahshid Chekini, Zheng Hong Lu, F. Pelayo García de Arquer, Edward H. Sargent, Fast Near-Infrared Photodetection using III-V Colloidal Quantum Dots, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202203039

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202203039