수직 채널 이종접합 중적외선 광검출기

차세대 광전자공학 응용 분야에서는 상온 작동, 고성능, 소형화, 저전력 소비, CMOS 호환 중적외선 광검출기 개발이 필수적이지만, 기존 재료로는 한계가 있었습니다. 2차원 이종접합은 대안으로 제시되었으나, 성능 면에서 저온 HgCdTe 광검출기에 미치지 못했습니다. 본 연구에서는 수직 전송 채널(그래핀/흑린/이황화몰리브데넘/그래핀)을 활용하여 2차원 이종접합 기반 중적외선 광검출기의 성능을 획기적으로 향상시켰습니다. 수십 나노미터에 불과한 최소화된 전하 운반 경로를 통해 효율적이고 빠른 전하 수송이 가능해졌습니다. 이를 통해 중적외선 검출도는 이론적 한계에 근접하는 2.38 × 10^11 cmHz^1/2W^−1에 도달했으며, 1550 nm에서 10.4 ns의 빠른 응답 시간을 보였습니다. 또한, 자외선부터 중적외선까지 아우르는 초광대역 검출 범위를 달성하여 상용 냉각 HgCdTe 광검출기와 비견되거나 그 이상의 성능을 입증했습니다. 본 연구는 차세대 고성능 상온 작동 중적외선 광검출기 설계를 위한 중요한 지침을 제공합니다.