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第一作者：湯明煒

通訊作者：楊青

通訊單位：浙江大學、山西大學

研究亮點：

1. 利用氣-液-固生長法制備了基于CdS和CdTe材料的核殼納米帶結構。

2. 該結構抑制了純CdS納米帶與氧氣的表面反應，顯著提高了納米帶探測器的探測速度。

3. 兩種半導體材料的混合拓寬了探測光譜范圍。

一維納米結構具備大表體比、大電子遷移率和小尺寸等性能，能夠大大提高電子器件的性能因而被廣泛研究。基于一維納米結構的探測器擁有更好的光學和電學性能比如更高的探測靈敏度，可以被應用到光通信、成像和單光子探測等領域。

CdS是一種在可見光波段應用比較廣泛的材料，但是由于CdS的一維納米結構會與氧氣有較強的表面反應，基于這種結構的探測器存在著靈敏度與探測速度的矛盾。

有鑒于此，浙江大學楊青課題組利用基于CdS和CdTe的核殼納米帶巧妙抑制了CdS與氧氣的表面反應，顯著提高了納米帶探測器的探測速度。

圖1 CdS-CdS_xTe_1-x-CdTe核殼結構納米帶探測器原理圖

作者通過氣-液-固生長法在CdS納米帶的表面引入本征表現出p型的CdTe材料，由于特殊的生長條件，CdTe與CdS之間形成了摻雜材料CdS_xTe_1-x，最終獲得的CdS-CdS_xTe_1-x-CdTe核殼結構納米帶光探測器，其響應速度達到了11ms，是所有報道的基于CdS的光探測器中響應速度最快的光探測器。

該探測器響應速度的提升主要是因為CdS層、CdS_xTe_1-x 層和CdTe層之間形成了核殼異質結構，抑制了納米帶的表面反應。該CdS-CdS_xTe_1-x-CdTe核殼結構納米帶光探測器的光譜范圍覆蓋了355到785 nm，相比純CdS或者CdTe納米結構光探測器，其光譜響應范圍都大大拓寬。此外，響應率和3 dB帶寬也分別達到了1520 A/W和22.9 KHz。

綜上，該探測器在響應率，光譜響應，響應速度方面有著很高的性能，因而在光傳感，光通信和成像等實際應用領域有著廣泛的應用前景。

參考文獻：

Tang M, Xu P, Wen Z, et al. Fast response CdS-CdS_xTe_1–x-CdTe core-shell nanobelt photodetector[J]. Science Bulletin, 2018.

DOI: 10.1016/j.scib.2018.08.003

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927318303785