Giant Light‐Heat‐Electricity Conversion in Photothermoelectric Detector Enabled by Semiconductor‐Dielectric Superlattices

材料科学 光探测 光电子学 响应度 超晶格 比探测率 探测器 微尺度化学 制作 光电探测器 光热治疗 热光电伏打 基质(水族馆) 吸收(声学) 热电效应 整改 热电冷却 红外线的 热辐射计 光学 纳米技术 微测辐射热计 红外探测器 能量转换效率 太赫兹辐射 纳米尺度 粒子探测器 热的 锑化镓 生物光子学 热电材料 能量转换 光散射 级联 纳米光子学 微电子
作者
Sheng Qiang,Mingxin Zhang,Jintao Wang,Bingxuan Zhu,Linqing Yue,Xu Pan,Zhao Lei,Ruo‐Yao Sun,Pei‐Yu Huang,Qian Zhang,Wen-Bo Duan,Mingyu Li,Liang Zhen,Jing‐Kai Qin,Cheng‐Yan Xu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e74574-e74574
标识
DOI:10.1002/adma.74574
摘要

ABSTRACT Photothermoelectric (PTE) detectors, which operate relying on the photothermal and thermoelectric effects, can overcome the intrinsic spectral limitations originated from material bandgaps in photon‐driven detectors. However, the hardware implementation of devices leveraging light‐heat‐electricity cascade conversion remains challenging. Here, we report the construction of MoS 2 /SiO 2 semiconductor/dielectric superlattice films with features of nanoscale layer definition, high crystalline quality, and wafer‐level manufacturability. Benefiting from the interlayer interference and electric‐field localization, the MoS 2 /SiO 2 superlattices exhibit remarkably enhanced optical absorption across the visible to infrared spectrum, which enables the high photothermal energy conversion efficiency and substantial temperature rise exceeding 70 K. The PTE detection, implemented by integrating superlattice absorber with a microscale thermoelectric (μ‐TE) platform based on Bi 2 Te 3 /Sb 2 Te 3 P–N pairs, enables high‐efficiency photodetection through strong light–matter interaction and optimized thermal management. The self‐powered detector can stably operate over a broad‐spectrum range extending to 1550 nm, demonstrating a temporal response (∼16 ms), high responsivity (17.6 V W −1 ), and detectivity exceeding 1.20 × 10 10 Jones, comparable to state‐of‐the‐art broadband PTE detectors. Array‐level integration facilitates high‐fidelity 1550 nm imaging with a 256‐pixel prototype, while wafer‐scale fabrication of over 3000 units on a 2‐inch substrate confirms excellent uniformity, reproducibility and scalability, unlocking the potential for advanced large‐scale imaging applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
3秒前
dmr完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
开心超人发布了新的文献求助10
6秒前
又又完成签到,获得积分0
7秒前
8秒前
科研通AI6.2应助虫子采纳,获得10
11秒前
lizongying完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
CodeCraft应助开心超人采纳,获得10
13秒前
Young完成签到 ,获得积分10
13秒前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
15秒前
pengjie应助mufcyang采纳,获得10
15秒前
黑猫老师完成签到 ,获得积分10
15秒前
as完成签到 ,获得积分10
15秒前
CLTTT完成签到,获得积分0
20秒前
灯座完成签到,获得积分10
20秒前
辣椒小皇纸完成签到,获得积分10
21秒前
桑稚完成签到 ,获得积分10
21秒前
凤栖木兮完成签到 ,获得积分10
26秒前
Johnforget完成签到 ,获得积分10
29秒前
汉堡包应助虫子采纳,获得10
31秒前
34秒前
YNILY完成签到 ,获得积分10
35秒前
柯彦完成签到 ,获得积分10
35秒前
bosco完成签到,获得积分10
36秒前
36秒前
大意的火龙果完成签到 ,获得积分10
38秒前
任性铅笔完成签到 ,获得积分10
39秒前
Mia233完成签到 ,获得积分10
43秒前
CharlesRoue完成签到,获得积分10
44秒前
屈奕完成签到,获得积分10
45秒前
49秒前
51秒前
木木杨完成签到,获得积分10
51秒前
美满的大象完成签到 ,获得积分10
52秒前
WL完成签到 ,获得积分10
56秒前
1分钟前
橘子海完成签到 ,获得积分0
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
International Security Studies and Technology :Approaches, Assessments, and Frontiers 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7572451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9151711
关于积分的说明 19573102
捐赠科研通 7156938
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3264072
关于科研通互助平台的介绍 2429500
邀请新用户注册赠送积分活动 2254366