近日，我室研究生魏佳辉和教师谢颖提出了面向长波红外宽带光电探测器设计的合金化生长方法，突破了SnS光电材料室温探测光谱极限。研究成果“Broadband SnS/Te photodetector to long-wavelength infrared: breaking the spectrum limit through alloy engineering”发表在光学领域著名期刊Optics Express。

       基于IV族硫族化合物的材料由于其宽的禁带覆盖、有趣的化学键合和优异的物理性能而被认为是最有前途的高性能宽带光电探测器材料之一。然而，目前报道的基于SnS的光电探测器由于其带隙（1.1-1.5eV）的限制只能在相当窄的近红外（最远1550nm）波段工作。为了解决这一问题，本文提出利用Te掺杂SnS合金化薄膜的策略，进而制作出长波红外宽谱SnS/Te光电探测器。通过控制Te在合金薄膜中的比例，材料带隙可减小至0.23eV（图1）。同时，Te合金化可以显著的增强SnS/Te光电探测器的性能，受到长波红外10.6 μm光源激发时，室温响应度可达1.59 mA/W，探测率为2.3×10⁸Jones（图2）。

       本研究证明，合金化工程是调节光电材料探测谱宽的有效方法，有助于未来光电探测器的进一步发展及应用。

       论文链接：https://doi.org/10.1364/OE.495083

图1 薄膜透过率以及根据Tauc方法计算带隙

图2 SnS/Te光电探测器性能测试（10.6 μm）