17년 2023월 XNUMX일(나노 워크 뉴스) 가시 스펙트럼 외부의 단파 적외선 파장의 하위 집합을 감지하는 초고감도 단파 적외선 광검출기는 야간 감시, 열악한 기상 조건에서의 탐색, 광섬유 통신 및 반도체 품질 관리를 포함하여 많은 잠재적 응용 분야를 가지고 있습니다. 단파 적외선 광검출기는 전통적으로 인듐 갈륨 비소(InGaAs)와 같은 III-V 재료로 만들어졌습니다. 그러나 InGaAs 광검출기는 비싸고 단일 벽과 같은 대체 광검출기 재료에 대한 현재 연구 탄소 나노 튜브 (s-SWCNTs)는 단파 적외선 광검출기의 비용을 이상적으로 줄이면서 성능과 효율성을 모두 높일 것입니다. Peking University의 주요 과학자 팀은 s-SWCNT 필름을 단파 적외선 광 검출기로 개발하여 추가 연구 및 기술 적용에 박차를 가하는 것과 관련된 현재 기술 및 과제를 설명했습니다. 현재 용액 정제 기술의 발전은 대면적, 균질 및 고성능 광전자 장치 및 광검출기를 포함하여 빛을 감지하고 처리하는 응용 분야에 적합한 고순도 s-SWCNT 필름의 개발을 촉진할 것입니다. s-SWCNT 필름이 기존의 InGaAs 또는 유사한 재료로 만들어진 고가의 광검출기의 성능 수준을 충족하거나 능가하기 전에 필름 순도, 두께, 투명도 및 어레이 정렬의 추가 최적화를 달성해야 합니다. 팀은 16월 XNUMX일호에 리뷰를 게시했습니다. 나노연구에너지 (“탄소나노튜브 필름을 기반으로 한 광검출기의 최근 발전과 광전자 통합에서의 응용”).
추가 최적화 및 연구를 통해 고도로 정제된 반도체 단일벽 탄소 나노튜브(s-SWCNT) 필름은 훨씬 낮은 비용으로 현재의 광검출기 성능 및 효율성을 능가할 것입니다. 이 기술은 빛을 감지하고 처리할 수 있는 다양한 광전자 장치에 통합될 것입니다. (이미지: Nano Research Energy) "s-SWCNT 필름 광검출기의 진행 상황을 검토하면 s-SWCNT 필름 광검출기와 광전자 통합의 현재 연구 상태, 과제 및 응용 분야를 명확히 할 수 있습니다."라고 검토 저자 중 한 명인 Sheng Wang이 말했습니다. 중국 북경대학교 전자학부의 논문 및 부교수. “우리는 s-SWCNT 기술을 (1) s-SWCNT 필름 광검출기의 현재 연구 상태, (2) s-SWCNT 필름 광검출기를 기반으로 하는 모놀리식/3차원 광전자 통합의 현재 연구 상태 및 ( XNUMX) 이상적인 s-SWCNT 필름 광 검출기와 광전자 통합을 위한 s-SWCNT 필름 및 장치 구조의 요구 사항”이라고 Wang은 말했습니다.
“현장의 다음 단계는 s-SWCNT 필름과 장치 구조를 최적화하여 s-SWCNT 필름 광검출기의 성능을 향상시키는 것입니다. s-SWCNT 필름 최적화를 위해 균일한 s-SWCNT 필름의 반도체 순도는 99.9999%보다 커야 합니다.”라고 Wang은 말했습니다. 이러한 순도 수준을 달성하는 것은 사소한 문제가 아닙니다. 초기 정제 방법은 필름이 성장한 후 s-SWCNT 불순물을 태워 버리려고 시도했지만 결함이 많은 필름을 생성했습니다. 그 이후로 s-SWCNT의 다른 직경이 필름이 감지할 수 있는 파장을 결정하기 때문에 공액 폴리머는 s-SWCNT를 불순물뿐만 아니라 직경으로 정화하는 데 사용되었습니다. 최근 분류 공정은 고성능 전자 장치에 필요한 s-SWCNT 순도 수준을 달성했습니다.
두께, 선명도 및 정렬을 포함하여 s-SWCNT 필름 준비에도 최적화가 필요합니다. s-SWCNT 필름을 성장시키기 위해 많은 방법이 개발되었지만 증착 및 딥 코팅 방법은 단순성, 안정성 및 생산하는 균질한 필름 때문에 종종 선호됩니다. 확장 가능하고 효율적인 침지 코팅 방법은 기판이 분산된 s-SWCNT의 유기 용매에서 들어 올려지는 횟수와 각 리프트 속도를 간단히 수정하여 s-SWCNT 증착을 제어합니다.
전자 분야에서는 s-SWCNT의 잠재력을 고성능 단파 적외선 감지기에 적합한 소재로 인식하고 있지만 InGaAs와 같은 소재로 만들어진 기존 광검출기와 s-SWCNT 필름 광검출기 사이에는 상당한 성능 격차가 존재합니다. "궁극적인 목표는 s-SWCNT 필름 광검출기의 성능을 최적화하여 더 낮은 비용으로 상업용 광검출기에 필적할 수 있도록 하는 것입니다."라고 Wang은 말했습니다.
연구원들은 이러한 성능 향상과 비용 감소로 인해 더 많은 단파장 적외선 광검출기 필름을 장치에 통합하고 미래에 새로운 광전자 응용 프로그램을 개발할 것이라고 믿습니다.
추가 최적화 및 연구를 통해 고도로 정제된 반도체 단일벽 탄소 나노튜브(s-SWCNT) 필름은 훨씬 낮은 비용으로 현재의 광검출기 성능 및 효율성을 능가할 것입니다. 이 기술은 빛을 감지하고 처리할 수 있는 다양한 광전자 장치에 통합될 것입니다. (이미지: Nano Research Energy) "s-SWCNT 필름 광검출기의 진행 상황을 검토하면 s-SWCNT 필름 광검출기와 광전자 통합의 현재 연구 상태, 과제 및 응용 분야를 명확히 할 수 있습니다."라고 검토 저자 중 한 명인 Sheng Wang이 말했습니다. 중국 북경대학교 전자학부의 논문 및 부교수. “우리는 s-SWCNT 기술을 (1) s-SWCNT 필름 광검출기의 현재 연구 상태, (2) s-SWCNT 필름 광검출기를 기반으로 하는 모놀리식/3차원 광전자 통합의 현재 연구 상태 및 ( XNUMX) 이상적인 s-SWCNT 필름 광 검출기와 광전자 통합을 위한 s-SWCNT 필름 및 장치 구조의 요구 사항”이라고 Wang은 말했습니다.
“현장의 다음 단계는 s-SWCNT 필름과 장치 구조를 최적화하여 s-SWCNT 필름 광검출기의 성능을 향상시키는 것입니다. s-SWCNT 필름 최적화를 위해 균일한 s-SWCNT 필름의 반도체 순도는 99.9999%보다 커야 합니다.”라고 Wang은 말했습니다. 이러한 순도 수준을 달성하는 것은 사소한 문제가 아닙니다. 초기 정제 방법은 필름이 성장한 후 s-SWCNT 불순물을 태워 버리려고 시도했지만 결함이 많은 필름을 생성했습니다. 그 이후로 s-SWCNT의 다른 직경이 필름이 감지할 수 있는 파장을 결정하기 때문에 공액 폴리머는 s-SWCNT를 불순물뿐만 아니라 직경으로 정화하는 데 사용되었습니다. 최근 분류 공정은 고성능 전자 장치에 필요한 s-SWCNT 순도 수준을 달성했습니다.
두께, 선명도 및 정렬을 포함하여 s-SWCNT 필름 준비에도 최적화가 필요합니다. s-SWCNT 필름을 성장시키기 위해 많은 방법이 개발되었지만 증착 및 딥 코팅 방법은 단순성, 안정성 및 생산하는 균질한 필름 때문에 종종 선호됩니다. 확장 가능하고 효율적인 침지 코팅 방법은 기판이 분산된 s-SWCNT의 유기 용매에서 들어 올려지는 횟수와 각 리프트 속도를 간단히 수정하여 s-SWCNT 증착을 제어합니다.
전자 분야에서는 s-SWCNT의 잠재력을 고성능 단파 적외선 감지기에 적합한 소재로 인식하고 있지만 InGaAs와 같은 소재로 만들어진 기존 광검출기와 s-SWCNT 필름 광검출기 사이에는 상당한 성능 격차가 존재합니다. "궁극적인 목표는 s-SWCNT 필름 광검출기의 성능을 최적화하여 더 낮은 비용으로 상업용 광검출기에 필적할 수 있도록 하는 것입니다."라고 Wang은 말했습니다.
연구원들은 이러한 성능 향상과 비용 감소로 인해 더 많은 단파장 적외선 광검출기 필름을 장치에 통합하고 미래에 새로운 광전자 응용 프로그램을 개발할 것이라고 믿습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62607.php
