高度有序的一维（1D）半导体纳米结构具有更大的比表面积和更好的光吸收性能，在构建高性能集成光电器件方面具有显著优势。通过选择不同功能材料，构建核壳径向异质结，可以实现能带上的灵活调节和功能上的高度集成。尽管如此，目前的研究仍然难以获得清晰、完整的核壳界面，大多以粗糙的纳米粒子或多晶外壳为主，难以满足形成理想异质结构的物理标准。我们通过经典的磁控溅射技术构建了界面清晰的1D核壳径向异质结，制备得到了基于级联II型能带结构的宽光谱探测器件，通过优化CdS壳层的厚度，构建1D ZnO/CdS/CdTe核/壳异质结PD，实现了从紫外线到可见光乃至近红外的宽光谱探测。器件在0 V偏压下的325、520和808 nm照射下表现出优异的光响应。对于325 nm，R和D*分别为2.11 mA/W和0.87×10^8 cm·Hz1/2·W−1；对于520 nm，R为0.40 mA/Ws和0.155×10^8 cm•Hz1/2·W−1。该工作为新型核/壳纳米光电子器件的设计和制造提供了一种可靠和通用的技术。相关工作成果已发表于Light: Adv. Manuf., 2024, 5(3): 40，马懿博士为论文第一作者。
图1. 1D ZnO/CdS/CdTe核壳径向异质结示意图。
图2. (a) ZnO, ZnO/CdS和ZnO/CdS/CdTe纳米阵列的紫外-可见光漫反射光谱；(b) ZnO, ZnO/CdS和ZnO/CdS/CdTe纳米阵列的光致发光光谱；(c) 0.43 mW/cm-2光强下ZnO/CdS/CdTe纳米阵列I-V特性；(d~f) 0V偏压，ZnO/CdS/CdTe纳米阵列在周期性开关325，520和808 nm光源下的I-T特性。
文章信息：
Yi Ma,Chunxiang Xu*, Mengyang Wu, Fumeng Zhang, Xiaoxuan Wang, Jianqi Dong, Qiannan Cui and Zengliang Shi*, One-dimensional core/shell radial heterojunction with cascade type-II energy-band alignment for enhanced broadband photodetection, Light: Advanced Manufacturing, (2024) 5:40