新型紅外光探測器實現性能升級

　　合肥工業大學電子科學與應用物理學院羅林保教授領導的微納功能材料與器件實驗室，首次將重摻雜金屬氧化物這一新型表面等離子材料應用到紅外光電探測器中，有效解決了現有元器件光吸收不足的問題，實現了新型紅外探測器在響應度、探測率、響應速度等方面性能的大幅提升。這一成果日前發表在光子學領域的頂級期刊《激光與光子學評論》上。

　　 現有紅外探測器采用貴金屬納米結構作為表面等離子體材料，通過金屬納米顆粒散射等方式提升光電子器件對入射光的吸收能力。由于貴金屬的表面等離子體共振位置通常在可見光范圍內，目前表面等離子增強型器件主要局限于可見光范圍內的光電探測器。

　　 羅林保團隊開創性地制備出一種新型的重摻雜的氧化銦錫納米顆粒表面等離子體材料，并將這類材料應用到納米紅外光探測器中。器件的相關分析結果顯示，經過結構優化的器件在1550nm（通訊波段）的光吸收能力有了顯著增強，對應的響應度與探測率也有大幅的提升。同時，這種器件對頻率高達1兆赫茲的光信號仍然具有優異的響應能力，其響應速度可以達到450納秒，遠優于現有納米紅外光探測器。

　　 “這一新型材料能夠有效解決紅外探測器的探測波長與傳統的貴金屬納米結構表面等離子體材料局域表面等離子體的能量匹配問題。它不僅在常用通訊波段實現了性能的大幅提升，還可以通過改變材料中錫的摻雜濃度，實現其他波長紅外光的有效探測。”羅林保介紹，這一研究成果對于豐富表面等離子體光學的相關理論，發展太陽能電池、光電探測器、發光二極管等新型高性能表面等離子體光電子器件具有十分重要的指導意義。