Работы автора

Приборы ночного видения с расширенной областью чувствительности от 0,4 мкм до 2,0 мкм имеют важнейшее значение для научных, гражданских и специальных применений. Приведены архитектура и основные характеристики матричного фотосенсора формата 640512 (шаг 15 мкм) с расширенной областью чувствительности (0,4–2,0 мкм), разработанного на основе коллоидных квантовых точек ККТ PbS. Основная часть фототока генерируется в слое ККТ n-PbS-TBAI. Этот слой изготовлен путем замены исходного лиганда (олеиновая кислота) на йод при обработке слоя ККТ иодидом тетра-н-бутиламмония (TBAI). Слой, блокирующий электроны (транспортный слой для дырок), создавался на основе p-NiOx. Слой, блокирующий дырки (транспортный слой для электронов), изготавливался на основе n-ZnO.

Приведены архитектура и основные характеристики матричного фотосенсора формата 640512 (шаг 15 мкм) с чувствительностью в области спектра 0,4–2,0 мкм, разработанного на основе коллоидных квантовых точек ККТ PbS. Слой генерации основной доли фотоносителей изготовлен на основе ККТ n-PbS путем замены исходного лиганда (олеиновая кислота) на йод при обработке слоя ККТ йодидом тетра-н-бутиламмония (TBAI). Транспортные слои для электронов и дырок изготовлены на основе n-ZnO и ККТ p-PbS EDT, где транспортный слой для дырок ККТ p-PbS-EDT создавался путем замены исходного лиганда при обработке слоя ККТ этан-1,2-дитиолом (EDT).

Гибридно-монолитные матрицы ИК-диапазона на основе коллоидных квантовых то-чек (ККТ) активно развиваются в последние несколько лет. Динамика развития и достигнутые на сегодняшний день параметры по шагу, предельному формату и низкой стоимости позволяют говорить о том, что данное направление может обеспечить массовое распространение ИК-камер такого типа в различных сферах, где применение классических гибридных матричных фотоприемников ограничено или невозможно. Статья посвящена базовым вопросам построения таких матриц, анализу передовых достижений по данному направлению, в том числе в России, а также прогнозу возможных применений, которые открываются для ИК-фотосенсорики на основе ККТ.

Исследование способов создания фотосенсоров на средневолновый ИК-диапазона на основе коллоидных квантовых точек (ККТ) для создания недорогих фотоприемных матриц является одной из наиболее актуальных задач в современной фотосенсорике. Проведен синтез ККТ HgTe, изготовлены фоторезисторы и исследованы фотосенсорные характеристики. Экспериментально показано, что изготовленные на основе синтезированных ККТ HgTe фоторезисторы имеют чувствительность в коротковолновом и средневолновом ИК-диапазоне при комнатной температуре.

Описаны устройство и основные параметры полевых транзисторов (FETs) на основе 2D-материалов, таких как графен (Gr) и его производные, графеновые наноленты (GNR), ди- и трихалькогениды переходных металлов MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, Mo1-xWxSe2, ZrS2, ZrSe2, HfS2, HfSe2, PtS2, PtSe2, PtTe2, PdSe2, ReS2, ReSe2, HfS3, ZrS3, TiS3, TaSe3, NbS3, фосфорен (bP), антимонен (2DSb), арсенен (2DAs), сили-цен (2DSi), германен (2DGe), станен (2DSn). Рассмотрены конструкции полевых нанотранзисторов на гибких подложках, туннельных (TFET), одноэлектронных (SET), транзисторов, содержащих 2D-гетеропары Gr-(h)BN, Gr-WS2, Gr-(h)BC2N, Gr-FGr, SnS2-WS2, SnSe2-WSe2, HfS2-MoS2, PdSe2-MoS2, WSe2-WO3-x.

Описаны устройство и основные параметры фотосенсорных структур и приборов на основе квантовых точек, изготовленных методами коллоидной химии из элементов II, IV и VI групп Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Рассмотрены гибридные структурные схемы фоторезистивных, фотодиодных и фототранзисторных элементов с поглощающими слоями на основе коллоидных квантовых точек из HgTe, HgSe, PbS, PbSe для работы в различных спектральных диапазонах, в том числе с использованием 2D-материалов.

Описаны механизмы возникновения фотосигналов, архитектура и основные параметры фотосенсоров на основе моноатомных 2D-материалов элементов III, IV, V и VI групп главных подгрупп таблицы Менделеева, таких как графен и графеноподобные материалы, силицен, германен, черный фосфор, твердые растворы черный фосфор-мышьяк, антимонен, висмутен, теллурен, борофен и гетероструктуры, содержащие 2D-материалы, в том числе совместно с другими материалами пониженной размерности, а также фотосенсоры с использованием плазмонных наноантенн.

Фотосенсорика на основе коллоидных квантовых точек (ККТ) является одним из наиболее динамично развивающихся направлений фотоэлектроники инфракрасного диапазона. Использование коллоидных квантовых точек существенно упрощает изготовление, снижает ограничения на шаг фоточувствительных элементов матриц и удешевляет технологию производства, что способствует широкому внедрению таких ИК-матриц в различные технические системы. Впервые представлен полный обзор архитектур, методов получения и основных свойств фотонных сенсоров на основе коллоидных квантовых точек соединений элементов II, IV и VI групп Периодической таблицы Д.И.Менделеева. Подробно рассмотрены особенности синтеза, роль лигандов и морфологии ККТ при создании фотосенсоров. Рассмотрены структурные схемы фоторезистивных, фотодиодных и фототранзисторных элементов на основе ККТ из HgTe, HgSe, PbS, PbSe, обладающих фоточувствительностью в различных спектральных диапазонах. Приведены основные параметры лучших образцов оптоэлектронных приборов на основе структур из ККТ. Проанализированы ключевые тенденции развития данного направления.
Библиография — 361 ссылка.

В последние несколько лет активно развивается технология гибридно-монолитных матриц на основе коллоидных квантовых точек, которая позволит существенно снизить стоимость фотоприемных устройств. В работе проведен обзор передовых достижений в области создания матричных фотоприемников на основе коллоидных квантовых точек и 2D-материалов, приведены параметры серийно выпускаемых матричных фотоприемников и прототипов