通过缺陷状态的光学调控实现的双模G–aSi–ITO透明光电探测器

《Journal of Materials Chemistry C》：Dual-mode G–aSi–ITO transparent photodetectors enabled by optical switching of defect states

石墨烯–非晶硅–氧化铟锡透明光电探测器通过调制深能级缺陷态实现双模式工作：高响应模式（HRM）抑制复合并利用局域缺陷态捕获释放载流子；高速度模式（HSM）激活缺陷态促进复合以提升速度。该结构采用300 nm厚非氢化非掺杂非晶硅薄膜，有效平衡光透明性与载流子动力学特性，适用于低光功率检测场景。

　　

光学透明的石墨烯-非晶硅-ITO（G–aSi–ITO）光电探测器具有两种不同的工作模式：高响应模式（HRM）和高速模式（HSM），有效地克服了基于非晶硅的光电探测器所固有的局限性，这些局限性主要是由于非晶硅具有较高的缺陷密度和较低的载流子迁移率。活性层由未掺杂的非氢化非晶硅薄膜组成，厚度为300纳米，确保了典型光生载流子的快速传输以及可见光谱范围内的高光学透明度。在本研究中，我们证明了可以通过光学方式调节深能级缺陷态来实现双模式工作。在高响应模式下，通过抑制复合来最小化光生载流子的损失，同时允许载流子通过高度局域化的深能级进行捕获和释放。相反，在高速模式下，通过光学激活这些缺陷态来增强复合，从而降低响应度但提高工作速度。这种双模式透明光电探测器特别适用于低光功率的检测。