ISSN 2307-4469 · EISSN 2949-5636

Языки: ru · en

Статья: Фото- и наноэлектроника на основе двумерных 2D-материалов (обзор) (2022)

Читать

Читать онлайн

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.

The mechanisms of photosignals formation, the architecture and main parameters of photo-sensors are described for monoatomic 2D-materials of elements of groups IIIa, IVa, Va and VIa of the periodic table, such as graphene and graphene-like materials, silicene, germanene, black phosphorus, black phosphorus-arsenic solid solutions, antimonene, bis-muthene, tellurene, borophene and heterostructures containing 2D-materials, including together with other low-dimensional materials, as well as photosensors using plasmonic resonators.

Ключевые фразы: графен, силицен, черный фосфор, фосфорен, антимонен, висмутен, теллурен, борофен, фторографен, Ван дер Ваальсовы гетероструктуры, гетероструктура, плазмонные антенны, химия, graphene, silicene, black phosphorus, phosphorene, antimonene, bismuthene, tellurene, borophene, fluorographene, van der Waals heterostructures, heterostructure, plas-monic resonators

Автор (ы): Попов Виктор

Соавтор (ы): Пономаренко Владимир, Попов Сергей Викторович

Журнал: Успехи прикладной физики

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Физика
УДК: 621.383. Фотоэлектроника
Префикс DOI: 10.51368/2307-4469-2022-10-2-144-169
eLIBRARY ID: 59990932

Для цитирования:

ПОПОВ В., ПОНОМАРЕНКО В., ПОПОВ С. В. ФОТО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКА НА ОСНОВЕ ДВУМЕРНЫХ 2D-МАТЕРИАЛОВ (ОБЗОР) // УСПЕХИ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ. 2022. ТОМ 10 № 2

Текстовый фрагмент статьи

Наибольший объем информации о механизмах возникновения фотосигнала за последние несколько лет получен в первую очередь для графена. Использование графена в фотосеносорах наибольшее развитие получило в структурах, где графен в виде монослоёв используется в качестве транспортного слоя для переноса фотоносителей генерированных в других частях структуры. Именно в таком качестве промышленные компании уже рассматривают графен для интеграции в свои фотоприемные структуры.

Наибольшие успехи с точки зрения использования графена в качестве непосредственно фоточувствительного материала продемонстрированы для декорированной гетероструктуры фторографен/графен в средне-волновом ИК-диапазоне, где обнаружительная способность сопоставима с неохлаждаемым болометром. Значимый результат также продемонстрирован для разориентированных графеноподобных структур (3D-графен), где их применение позволило существенно расширить спектральные характеристики кремния и предложить подход, способный в будущем конкурировать с InGaAs для производства дешёвых приемников SWIR-диапазона.

«Неграфеновые» моноатомные 2D-материалы и структуры также активно исследуются для применения в фотосенсорах. Наибольшие успехи здесь достигнуты при создании неохлаждаемых фотосенсоров для средневолнового и длинноволнового ИК-диапазонов с использованием твердого раствора мышьяк-фосфор со структурой черного фосфора и теллурена. Полученные значения удельной обнаружительной способности на данных материалах в средневолновом ИК-диапазоне, хотя ещё далеки от коммерческих охлаждаемых приёмников, однако, уже превышают значения для неохлаждаемых болометров и фоторезисторов на селениде свинца. Исследования касающиеся применения арсенена, силицена и антимонена в фотодетекторах находятся ещё в начальной стадии.

Дальнейшее развитие исследований в области приёмников на основе 2D моноатомных материалов по всей видимости будет всё больше концентрироваться в области создания гетероструктур, в том числе Ван дер Ваальсовых, с другими 2D-материалами и квантово-размерными стурктурами. Большое внимание по всей видимости будет уделяться работам по комбинированию уже широко вошедших в промышленность полупроводниковых материалов и 2D-наноструктур для существенного улучшения характеристик выпускаемых фотосенсоров.

Список литературы

Ponomarenko V. P., Kvantovaya fotosensorika (Orion R&P Association, Moscow, 2018) [in Russian].
Ponomarenko V. P., Burlakov I. D., Popov V. S., and Popov S. V., Successes of infrared photosensory (Orion R&P Association, Moscow, 2021) [in Russian].
Xia F. et al., Nat. Photonics 8 (12), 899 (2014).
Ponomarenko V. P., Popov V. S., Popov S. V., and Chepurnov E. L., J. Commun. Technol. Electron. 65 (9), 1062 (2020).
Ponomarenko V. P., Popov V. S., and Popov S. V., J. Commun. Technol. Electron. 66 (9), 1108 (2021).
Glavin N. R., Rao R., Varshney V., Bianco E., Apte A., Roy A., Ringe E., and Ajayan P. M., Adv. Mater. 32 (7), 1904302 (2020).
Huang Z., Qi X., and Zhong J. 2D Monoelemental Materials (Xenes) and Related Technologies (Boca Raton: CRC Press, 2022).
Gubin S. P. and Tkachev S. V., Graphene and related carbon materials (URSS, Moscow, 2019) [in Russian].
Xia F., Wang H., and Jia Ys., Nat. Commun. 5 (1), 4458 (2014).
Youngblood N., Chen C., Koester S. J., and Li M., Nat. Photonics 9 (4), 247 (2015).
Yuan S., Shen C., Deng B., Chen X., Guo Q., Ma Y., Abbas A., Liu B., Haiges R., Ott C., Nilges T., Watanabe K., Taniguchi T., Sinai O., Naveh D., Zhou C., and Xia F., Nano Lett. 18 (5), 3172 (2018).
Long M., Gao A., Wang P., Xia H., Ott C., Pan C., Fu Y., Liu E., Chen X., Lu W., Nilges T., Xu J., Wang X., Hu W., and Miao F., Sci. Adv. 3 (6), e1700589 (2017).
Du J., Yu H., Liu B., Hong M., Liao Q., Zhang Z., and Zhang Y., Small Methods 5 (1), 2000919 (2021).
Guan X., Yu X., Periyanagounder D., Benzigar M. R., Huang J., Lin C., Kim J., Singh S., Hu L., Liu G., Li D., He J., Yan F., Wang Q. J., and Wu T., Adv. Opt. Mater. 9 (4), 2001708 (2021).
Fang Y. et al., Nat. Photonics 13 (1), 1 (2019).
Kufer D. and Konstantatos G., ACS Photonics 3 (12), 2197 (2016).
Geim A. K. and Novoselov K. S., Nat. Mater. 6 (3), 183 (2007).
Wang F. et al., Science 320 (5873), 206 (2008).
Xia F. et al., Nat. Nanotechnol. 4 (12), 839 (2009).
Xia F., Wang H., and Jia Y., Nat. Commun. 5, 4458 (2014).
Low T. et al., Phys. Rev. B. 90 (8), 081408 (2014).
Park J. et al., Nano Converg. 6 (1), 32 (2019).
Li S.-L. et al., ACS Nano 13, 2654 (2019).
Zhong F. et al., Nano Res. 14, 1840 (2021).
Geim A. K. and Grigorieva I. V., Nature 499 (7459), 419 (2013).
Jariwala D., Marks T. J., and Hersam M. C., Nat. Mater. 16 (2), 170 (2017).
Bediako D. K. et al., Nature 558 (7710), 425 (2018).
Novoselov K. S. et al., Science 353 (6298), aac9439 (2016).
Nair R. R. et al., Science 320 (5881), 1308 (2008).
Lee E. J. H. et al., Nat. Nanotechnol. 3 (8), 486 (2008).
Mueller T. et al., Phys. Rev. B. 79 (24), 245430 (2009).
Giovannetti G. et al., Phys. Rev. Lett. 101 (2), 4 (2008).
Xu X. et al., Nano Lett. 10 (2), 562 (2010).
Mueller T., Xia F., and Avouris P., Nat. Photonics 4 (5), 297 (2010).
Xia F. et al., Nano Lett. 10 (2), 715 (2010).
Lemme M. C. et al., Nano Lett. 11 (10), 4134 (2011).
Peters E. C. et al., Appl. Phys. Lett. 97 (19), 193102 (2010).
Du S. et al., Adv. Mater. 29 (22), 1700463 (2017).
Bistritzer R. and MacDonald A. H., Phys. Rev. Lett. 102 (20), 206410 (2009).
Liu Y. et al., Nat. Commun. 2 (1), 579 (2011).
Sun D. et al., Nat. Nanotechnol. 7 (2), 114 (2012).
Obraztsov P. A. et al., Sci. Rep. 4 (1), 4007 (2015).
Obraztsov P. A. et al., ACS Photonics 6 (7), 1780 (2019).
Fang Z. et al., Nano Lett. 12 (7), 3808 (2012).
Lee J. et al., Nat. Nanotechnol. 6 (6), 348 (2011).
Konstantatos G. et al., Nat. Nanotechnol. 7 (6), 363 (2012).
Ni Z. et al., ACS Nano 11 (10), 9854 (2017).
Yu X. et al., Nat. Commun. Springer US 9 (1), 4299 (2018).
Murali K. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society 11 (33), 30010 (2019).
Alamri M. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 11 (36), 33390 (2019).
Chen Z. et al., Nano Res. 12 (8), 1888 (2019).
Casalino M. et al., ACS Nano 11 (11), 10955 (2017).
Yeh C. H. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 9 (41), 36181 (2017).
Chang R. J. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 10 (15), 13002 (2018).
Lu Q. et al., Materials (Basel) 12 (16), 2532 (2019).
Kim J. et al., ACS Photonics. 4 (3), 482 (2017).
He Z. et al., Appl. Phys. Lett. AIP Publishing LLC 119 (23), 232104 (2021).
Xu H. et al., Small. 10 (11), 2300 (2014).
Liu Y. et al., Sci. Rep. Springer US 8 (1), 12840 (2018).
Guo W. et al., Small 9 (18), 3031 (2013).
Lee C. et al., Sci. Rep. 5 (1), 10013 (2015).
Zhang B. Y. et al., Nat. Commun. 4 (1), 1811 (2013).
Nikitskiy I. et al., Nat. Commun. 7 (1), 11954 (2016).
Sun Z. et al., Adv. Mater. 24 (43), 5878 (2012).
Lloyd S. Advances in Detectors: Graphene photodetectors advance with help from collective EU Flagship // Laser Focus World. 2017.07.10 URL: https://www.laserfocusworld.com/detectors-imaging/article/16548220/advances-in-detectors-graphene-photodetectors-advance-with-help-from-collective-eu-flagship.
Goossens S. et al., Nat. Photonics. Nature Publishing Group 11 (6), 366 (2017).
Emberion – company [Electronic resource]. 2022. URL: https://www.emberion.com/company/.
Allen M., Bessonov A., and Ryhänen T., SID Symp. Dig. Tech. Pap. 52 (1), 987 (2021).
Lee C. et al., Jpn. J. Appl. Phys. 54 (6S1), 06FF08 (2015).
Prakash N. et al., Appl. Phys. Lett. 109 (24), 242102 (2016).
Tian H. et al., Appl. Phys. Lett. 113 (12), 121109 (2018).
Roy K. et al., Nat. Nanotechnol. 8 (11), 826 (2013).
Yu W. J. et al., Nat. Nanotechnol. 8 (12), 952 (2013).
Lee K. H. et al., Adv. Mater. 28 (9), 1793 (2016).
Massicotte M. et al., Nat. Nanotechnol. 11 (1), 42 (2016).
Parbatani A. et al., Nanotechnology 30 (16), 165201 (2019).
Vogt P. et al., Phys. Rev. Lett. 108 (15), 155501 (2012).
Kharadi M. A. et al., ECS J. Solid State Sci. Technol. 9 (11), 115031 (2020).
Kharadi M. A. et al., Int. J. Numer. Model. Electron. Networks, Devices Fields. 34 (1), 1 (2021).
Kharadi M. A. et al., IEEE Trans. Electron Devices 68 (1), 138 (2021).
Gonzalez-Rodriguez R. et al., ACS Appl. Nano Mater. 5 (3), 4325 (2022), doi: 10.1021/acsanm.2c00337
Bianco E. et al., ACS Nano. 7 (5), 4414 (2013).
Liu N. et al., Small 16 (23), 2000283 (2020).
Li C. et al., J. Mater. Chem. C. 8 (46), 16318 (2020).
Tai G. et al., Nanotechnology 32 (50), 505606 (2021).
Wu Z. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 13 (27), 31808 (2021).
Suess R. J. et al., 2D Mater. 3 (4), 041006 (2016).
Huang L. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 9 (41), 36130 (2017).
Gong F. et al., Phys. status solidi – Rapid Res. Lett. 12 (12), 1800310 (2018).
Bullock J. et al., Nat. Photonics 12 (10), 601 (2018).
Dang Z. et al., 2D Mater. 8 (3), 035002 (2021).
Tong L. et al., Nat. Commun. 11 (1), 2308 (2020).
Ling X. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 112 (15), 4523 (2015).
Castellanos-Gomez A., J. Phys. Chem. Lett. 6 (21), 4280 (2015).
Amani M. et al., ACS Nano 11 (11), 11724 (2017).
Yin J. et al., Nat. Commun. 9 (1), 3311 (2018).
Huang S. and Ling X., Small 13 (38), 1700823 (2017).
Debnath P. C., Park K., and Song Y.-W., Small Methods 2 (4), 1700315 (2018).
Lu J. et al., Acc. Chem. Res. 49 (9), 1806 (2016).
Engel M., Steiner M., and Avouris P., Nano Lett. 14 (11), 6414 (2014).
Buscema M. et al., Nano Lett. 14 (6), 3347 (2014).
Huang M. et al., Adv. Mater. 28 (18), 3481 (2016).
Kang D.-H. et al., ACS Photonics. 4 (7), 1822 (2017).
Su B. W. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 10 (41), 35615 (2018).
Buscema M. et al., Nat. Commun. 5, 1 (2014).
Miao J. et al., Small. 14 (2), 1702082 (2018).
Miao J. et al., ACS Nano. 11 (6), 6048 (2017).
Guo Q. et al., Nano Lett. 16 (7), 4648 (2016).
Deckoff-Jones S. et al., J. Opt. 20 (4), 044004 (2018).
Huang L. et al., ACS Nano 13 (1), 913 (2019).
Chen X. et al., Nat. Commun. 8 (1), 1672 (2017).
Wood J. D. et al., Nano Lett. 14 (12), 6964 (2014).
Low T. et al., Phys. Rev. B. 90 (8), 081408 (2014).
Zeng H. et al., Nanotechnology 29 (7), 075201 (2018).
Kansara S., Sonvane Y., and Gupta S. K., Appl. Nanosci. 10 (1), 107 (2020).
Liu B. et al., Adv. Mater. 27 (30), 4423 (2015).
Gibaja C. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 55 (46), 14345 (2016).
Wang X. et al., Chem. Eng. J. 406, 126876 (2021).
Abellán G. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 56 (46), 14389 (2017).
Chu F. et al., J. Mater. Chem. C. 6 (10), 2509 (2018).
Xiao Q. et al., Nanoscale Horizons. 5 (1), 124 (2020).
Niu T. et al., Adv. Mater. 32 (4), 1906873 (2020).
Xing C. et al., ACS Photonics 5 (2), 621 (2018).
Tong T. et al., Adv. Funct. Mater. 29 (50), 1905806 (2019).
Shen L. et al., Chem. Mater. 32 (24), 10476 (2020).
Bai Z. et al., ACS Appl. Nano Mater. 3 (11), 10749 (2020).
Yan F. et al., Mater. Res. Bull. 150, 111765 (2022).
Min J. et al., Phys. Rev. B. 100 (8), 85402 (2019).
Amani M. et al., ACS Nano 12 (7), 7253 (2018).
Shen C. et al., ACS Nano 14 (1), 303 (2020).
Rogalski A., Infrared and Terahertz Detectors, Third Edition (CRC Press, 2019).
Petrov M., Bekaert J., and Milošević M. V., 2D Mater. 8 (3), 035056 (2021).
Kutana A. et al., Nanoscale Adv. 4 (5), 1408 (2022).
Singh D. et al., RSC Adv. 6 (10), 8006 (2016).
Singh D. et al., Sci. Rep. 9 (1), 17300 (2019).
Tao M.-L. et al., 2D Mater. 5 (3), 035009 (2018).
Pandey D. et al., Appl. Surf. Sci. 531, 147364 (2020).
Pandey D. et al., Comput. Mater. Sci. 185, 109952 (2020).
Lukačević I. et al., J. Mater. Chem. C. 7 (9), 2666 (2019).
Wang X. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 59 (52), 23559 (2020).

Ponomarenko V. P., Kvantovaya fotosensorika (Orion R&P Association, Moscow, 2018) [in Russian].
Ponomarenko V. P., Burlakov I. D., Popov V. S., and Popov S. V., Successes of infrared photosensory (Orion R&P Association, Moscow, 2021) [in Russian].
Xia F. et al., Nat. Photonics 8 (12), 899 (2014).
Ponomarenko V. P., Popov V. S., Popov S. V., and Chepurnov E. L., J. Commun. Technol. Electron. 65 (9), 1062 (2020).
Ponomarenko V. P., Popov V. S., and Popov S. V., J. Commun. Technol. Electron. 66 (9), 1108 (2021).
Glavin N. R., Rao R., Varshney V., Bianco E., Apte A., Roy A., Ringe E., and Ajayan P. M., Adv. Mater. 32 (7), 1904302 (2020).
Huang Z., Qi X., and Zhong J. 2D Monoelemental Materials (Xenes) and Related Technologies (Boca Raton: CRC Press, 2022).
Gubin S. P. and Tkachev S. V., Graphene and related carbon materials (URSS, Moscow, 2019) [in Russian].
Xia F., Wang H., and Jia Ys., Nat. Commun. 5 (1), 4458 (2014).
Youngblood N., Chen C., Koester S. J., and Li M., Nat. Photonics 9 (4), 247 (2015).
Yuan S., Shen C., Deng B., Chen X., Guo Q., Ma Y., Abbas A., Liu B., Haiges R., Ott C., Nilges T., Watanabe K., Taniguchi T., Sinai O., Naveh D., Zhou C., and Xia F., Nano Lett. 18 (5), 3172 (2018).
Long M., Gao A., Wang P., Xia H., Ott C., Pan C., Fu Y., Liu E., Chen X., Lu W., Nilges T., Xu J., Wang X., Hu W., and Miao F., Sci. Adv. 3 (6), e1700589 (2017).
Du J., Yu H., Liu B., Hong M., Liao Q., Zhang Z., and Zhang Y., Small Methods 5 (1), 2000919 (2021).
Guan X., Yu X., Periyanagounder D., Benzigar M. R., Huang J., Lin C., Kim J., Singh S., Hu L., Liu G., Li D., He J., Yan F., Wang Q. J., and Wu T., Adv. Opt. Mater. 9 (4), 2001708 (2021).
Fang Y. et al., Nat. Photonics 13 (1), 1 (2019).
Kufer D. and Konstantatos G., ACS Photonics 3 (12), 2197 (2016).
Geim A. K. and Novoselov K. S., Nat. Mater. 6 (3), 183 (2007).
Wang F. et al., Science 320 (5873), 206 (2008).
Xia F. et al., Nat. Nanotechnol. 4 (12), 839 (2009).
Xia F., Wang H., and Jia Y., Nat. Commun. 5, 4458 (2014).
Low T. et al., Phys. Rev. B. 90 (8), 081408 (2014).
Park J. et al., Nano Converg. 6 (1), 32 (2019).
Li S.-L. et al., ACS Nano 13, 2654 (2019).
Zhong F. et al., Nano Res. 14, 1840 (2021).
Geim A. K. and Grigorieva I. V., Nature 499 (7459), 419 (2013).
Jariwala D., Marks T. J., and Hersam M. C., Nat. Mater. 16 (2), 170 (2017).
Bediako D. K. et al., Nature 558 (7710), 425 (2018).
Novoselov K. S. et al., Science 353 (6298), aac9439 (2016).
Nair R. R. et al., Science 320 (5881), 1308 (2008).
Lee E. J. H. et al., Nat. Nanotechnol. 3 (8), 486 (2008).
Mueller T. et al., Phys. Rev. B. 79 (24), 245430 (2009).
Giovannetti G. et al., Phys. Rev. Lett. 101 (2), 4 (2008).
Xu X. et al., Nano Lett. 10 (2), 562 (2010).
Mueller T., Xia F., and Avouris P., Nat. Photonics 4 (5), 297 (2010).
Xia F. et al., Nano Lett. 10 (2), 715 (2010).
Lemme M. C. et al., Nano Lett. 11 (10), 4134 (2011).
Peters E. C. et al., Appl. Phys. Lett. 97 (19), 193102 (2010).
Du S. et al., Adv. Mater. 29 (22), 1700463 (2017).
Bistritzer R. and MacDonald A. H., Phys. Rev. Lett. 102 (20), 206410 (2009).
Liu Y. et al., Nat. Commun. 2 (1), 579 (2011).
Sun D. et al., Nat. Nanotechnol. 7 (2), 114 (2012).
Obraztsov P. A. et al., Sci. Rep. 4 (1), 4007 (2015).
Obraztsov P. A. et al., ACS Photonics 6 (7), 1780 (2019).
Fang Z. et al., Nano Lett. 12 (7), 3808 (2012).
Lee J. et al., Nat. Nanotechnol. 6 (6), 348 (2011).
Konstantatos G. et al., Nat. Nanotechnol. 7 (6), 363 (2012).
Ni Z. et al., ACS Nano 11 (10), 9854 (2017).
Yu X. et al., Nat. Commun. Springer US 9 (1), 4299 (2018).
Murali K. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. American Chemical Society 11 (33), 30010 (2019).
Alamri M. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 11 (36), 33390 (2019).
Chen Z. et al., Nano Res. 12 (8), 1888 (2019).
Casalino M. et al., ACS Nano 11 (11), 10955 (2017).
Yeh C. H. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 9 (41), 36181 (2017).
Chang R. J. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 10 (15), 13002 (2018).
Lu Q. et al., Materials (Basel) 12 (16), 2532 (2019).
Kim J. et al., ACS Photonics. 4 (3), 482 (2017).
He Z. et al., Appl. Phys. Lett. AIP Publishing LLC 119 (23), 232104 (2021).
Xu H. et al., Small. 10 (11), 2300 (2014).
Liu Y. et al., Sci. Rep. Springer US 8 (1), 12840 (2018).
Guo W. et al., Small 9 (18), 3031 (2013).
Lee C. et al., Sci. Rep. 5 (1), 10013 (2015).
Zhang B. Y. et al., Nat. Commun. 4 (1), 1811 (2013).
Nikitskiy I. et al., Nat. Commun. 7 (1), 11954 (2016).
Sun Z. et al., Adv. Mater. 24 (43), 5878 (2012).
Lloyd S. Advances in Detectors: Graphene photodetectors advance with help from collective EU Flagship // Laser Focus World. 2017.07.10 URL: https://www.laserfocusworld.com/detectors-imaging/article/16548220/advances-in-detectors-graphene-photodetectors-advance-with-help-from-collective-eu-flagship.
Goossens S. et al., Nat. Photonics. Nature Publishing Group 11 (6), 366 (2017).
Emberion – company [Electronic resource]. 2022. URL: https://www.emberion.com/company/.
Allen M., Bessonov A., and Ryhänen T., SID Symp. Dig. Tech. Pap. 52 (1), 987 (2021).
Lee C. et al., Jpn. J. Appl. Phys. 54 (6S1), 06FF08 (2015).
Prakash N. et al., Appl. Phys. Lett. 109 (24), 242102 (2016).
Tian H. et al., Appl. Phys. Lett. 113 (12), 121109 (2018).
Roy K. et al., Nat. Nanotechnol. 8 (11), 826 (2013).
Yu W. J. et al., Nat. Nanotechnol. 8 (12), 952 (2013).
Lee K. H. et al., Adv. Mater. 28 (9), 1793 (2016).
Massicotte M. et al., Nat. Nanotechnol. 11 (1), 42 (2016).
Parbatani A. et al., Nanotechnology 30 (16), 165201 (2019).
Vogt P. et al., Phys. Rev. Lett. 108 (15), 155501 (2012).
Kharadi M. A. et al., ECS J. Solid State Sci. Technol. 9 (11), 115031 (2020).
Kharadi M. A. et al., Int. J. Numer. Model. Electron. Networks, Devices Fields. 34 (1), 1 (2021).
Kharadi M. A. et al., IEEE Trans. Electron Devices 68 (1), 138 (2021).
Gonzalez-Rodriguez R. et al., ACS Appl. Nano Mater. 5 (3), 4325 (2022), doi: 10.1021/acsanm.2c00337
Bianco E. et al., ACS Nano. 7 (5), 4414 (2013).
Liu N. et al., Small 16 (23), 2000283 (2020).
Li C. et al., J. Mater. Chem. C. 8 (46), 16318 (2020).
Tai G. et al., Nanotechnology 32 (50), 505606 (2021).
Wu Z. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 13 (27), 31808 (2021).
Suess R. J. et al., 2D Mater. 3 (4), 041006 (2016).
Huang L. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces. 9 (41), 36130 (2017).
Gong F. et al., Phys. status solidi – Rapid Res. Lett. 12 (12), 1800310 (2018).
Bullock J. et al., Nat. Photonics 12 (10), 601 (2018).
Dang Z. et al., 2D Mater. 8 (3), 035002 (2021).
Tong L. et al., Nat. Commun. 11 (1), 2308 (2020).
Ling X. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 112 (15), 4523 (2015).
Castellanos-Gomez A., J. Phys. Chem. Lett. 6 (21), 4280 (2015).
Amani M. et al., ACS Nano 11 (11), 11724 (2017).
Yin J. et al., Nat. Commun. 9 (1), 3311 (2018).
Huang S. and Ling X., Small 13 (38), 1700823 (2017).
Debnath P. C., Park K., and Song Y.-W., Small Methods 2 (4), 1700315 (2018).
Lu J. et al., Acc. Chem. Res. 49 (9), 1806 (2016).
Engel M., Steiner M., and Avouris P., Nano Lett. 14 (11), 6414 (2014).
Buscema M. et al., Nano Lett. 14 (6), 3347 (2014).
Huang M. et al., Adv. Mater. 28 (18), 3481 (2016).
Kang D.-H. et al., ACS Photonics. 4 (7), 1822 (2017).
Su B. W. et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 10 (41), 35615 (2018).
Buscema M. et al., Nat. Commun. 5, 1 (2014).
Miao J. et al., Small. 14 (2), 1702082 (2018).
Miao J. et al., ACS Nano. 11 (6), 6048 (2017).
Guo Q. et al., Nano Lett. 16 (7), 4648 (2016).
Deckoff-Jones S. et al., J. Opt. 20 (4), 044004 (2018).
Huang L. et al., ACS Nano 13 (1), 913 (2019).
Chen X. et al., Nat. Commun. 8 (1), 1672 (2017).
Wood J. D. et al., Nano Lett. 14 (12), 6964 (2014).
Low T. et al., Phys. Rev. B. 90 (8), 081408 (2014).
Zeng H. et al., Nanotechnology 29 (7), 075201 (2018).
Kansara S., Sonvane Y., and Gupta S. K., Appl. Nanosci. 10 (1), 107 (2020).
Liu B. et al., Adv. Mater. 27 (30), 4423 (2015).
Gibaja C. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 55 (46), 14345 (2016).
Wang X. et al., Chem. Eng. J. 406, 126876 (2021).
Abellán G. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 56 (46), 14389 (2017).
Chu F. et al., J. Mater. Chem. C. 6 (10), 2509 (2018).
Xiao Q. et al., Nanoscale Horizons. 5 (1), 124 (2020).
Niu T. et al., Adv. Mater. 32 (4), 1906873 (2020).
Xing C. et al., ACS Photonics 5 (2), 621 (2018).
Tong T. et al., Adv. Funct. Mater. 29 (50), 1905806 (2019).
Shen L. et al., Chem. Mater. 32 (24), 10476 (2020).
Bai Z. et al., ACS Appl. Nano Mater. 3 (11), 10749 (2020).
Yan F. et al., Mater. Res. Bull. 150, 111765 (2022).
Min J. et al., Phys. Rev. B. 100 (8), 85402 (2019).
Amani M. et al., ACS Nano 12 (7), 7253 (2018).
Shen C. et al., ACS Nano 14 (1), 303 (2020).
Rogalski A., Infrared and Terahertz Detectors, Third Edition (CRC Press, 2019).
Petrov M., Bekaert J., and Milošević M. V., 2D Mater. 8 (3), 035056 (2021).
Kutana A. et al., Nanoscale Adv. 4 (5), 1408 (2022).
Singh D. et al., RSC Adv. 6 (10), 8006 (2016).
Singh D. et al., Sci. Rep. 9 (1), 17300 (2019).
Tao M.-L. et al., 2D Mater. 5 (3), 035009 (2018).
Pandey D. et al., Appl. Surf. Sci. 531, 147364 (2020).
Pandey D. et al., Comput. Mater. Sci. 185, 109952 (2020).
Lukačević I. et al., J. Mater. Chem. C. 7 (9), 2666 (2019).
Wang X. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 59 (52), 23559 (2020).

Выпуск

том 10 № 2 (2022)

Кол-во страниц: 220 страниц

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ

Лебедев Ю. А., Шахатов В. А.
Разложение СО2 в барьерном разряде атмосферного давления (аналитический обзор) 109

Васильков Д. Г., Терещенко М. А.
О переходных процессах, приводящих к стабилизации плазменного шнура в стеллараторе Л-2М 132

ФОТОЭЛЕКТРОНИКА

Попов В. С., Пономаренко В. П., Попов С. В.
Фото- и наноэлектроника на основе двумерных 2D-материалов (обзор)
(Часть III. Фотосенсоры на основе графена, графеноподобных и родственных моноатомных 2D-наноматериалов) 144

Болтарь К. О., Бурлаков И. Д., Яковлева Н. И., Власов П. В., Лазарев П. С.
Задачи импортозамещения и создание современных фотоприемных модулей 170

Мирофянченко А. Е., Мирофянченко Е. В., Лаврентьев Н. А., Малыгин В. А., Ванюшин В. О., Попов В. С.
Диэлектрические покрытия на основе Al2O3 и SiOx для фотодиодных матриц из антимонида индия 183

ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Шабловский О. Н., Кроль Д. Г.
Динамика неустойчивости волновых возмущений и боковое ветвление дендрита в переохлажденном расплаве 189

ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ

Кульчицкий Н. А., Наумов А. В., Старцев В. В., Демьяненко М. А.
Неохлаждаемые матричные терагерцовые микроболометрические приемники 203

C O N T E N T S

PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS

Yu. A. Lebedev and V. A. Shakhatov
Decomposition of CO2 in atmospheric pressure barrier discharge (analytical review) 109

D. G. Vasilkov and M. A. Tereshchenko
On transition processes leading to stabilization of plasma cord in the L-2M stellarator 132

PHOTOELECTRONICS

V. S. Popov, V. P. Ponomarenko, and S. V. Popov
Photo- and nanoelectronics based on two-dimensional 2D-materials (a review)
(Part III. Photosensors based on graphene, graphene-like and related monoatomic 2D nanomaterials) 144

K. O. Boltar, I. D. Burlakov, N. I. Iakovleva, P. V. Vlasov, and P. S. Lazarev
Import replacement and creation of modern photodetector modules 170

A. E. Mirofyanchenko, E. V. Mirofianchenko, N. A. Lavrentiev, V. A. Maygin, V. O. Va-
nyushin, and V. S. Popov
Alumina and silicone oxide dielectric films for focal plane arrays based on InSb 183

PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS

O. N. Shablovsky and D. G. Kroll
Dynamics of instable wave perturbations and lateral dendrite branсhing in an undercooled melt 189

PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS

N. A. Kulchitsky, A. V. Naumov, V. V. Startsev, and M. A. Dem’yanenko
Uncooled matrix terahertz microbolometric detectors 203

Другие статьи выпуска

Неохлаждаемые матричные терагерцовые микроболометрические приемники (2022)

Авторы: Кульчицкий Николай Александрович, Наумов Аркадий Валерьевич, Старцев Вадим Валерьевич, Демьяненко Михаил

Продолжается обсуждение вопросов, связанных с развитием детекторов излучения терагерцового диапазона. Рассматриваются методы повышения коэффициента поглощения терагерцового излучения, применяемые при разработке и создании матричных неохлаждаемых микроболометрических приемников ТГц-излучения. Практически полное поглощение ТГц-излучения достигается при использовании:

антенн, нагруженных на резистивную нагрузку, 2) тонких металлических поглотителей, 3) метаматериалов или частотно-селективных поверхностей, 4) золотой черни и 5) углеродных материалов, в первую очередь, вертикально ориентированных углеродных нанотрубок. В случае антенн и тонких металлических поглотителей, при помощи толстого слоя диэлектрика дополнительно повышается эффективная толщина зазора между отражателем и мембраной болометра, и применяются дополнительные резонаторы, образованные зазором между болометром и входным окном. Для повышения ширины полосы чувствительности применяют болометры инвертированного типа с поглотителями на основе тонких металлических поглотителей.

Сохранить в закладках

Динамика неустойчивости волновых возмущений и боковое ветвление дендрита в переохлажденном расплаве (2022)

Авторы: Шабловский Олег Никифорович, Кроль Дмитрий Григорьевич

Изучены эволюционные свойства линии роста свободного дендрита в переохлажденном расплаве чистого вещества. Определены условия морфологической устойчивости / неустойчивости фазовой границы кристаллизации на конечном удалении от вершины дендрита. Для обработки известных в литературе экспериментальных данных о росте кристалла из однокомпонентного переохлажденного расплава предложен параметр роста, который несет информацию о кинетических свойствах фазовой границы кристаллизации и о теплофизических свойствах расплава. Для никеля и меди получены аппроксимирующие функции, определяющие зависимость параметра роста от переохлаждения расплава. Изучены пять вариантов возмущения линии роста, вычислены скорости волн возмущения, распространяющихся по пространственно-неоднородному фону. Указаны ситуации, для которых устойчивость / неустойчивость роста зависит от направления движения волны (к вершине либо от вершины); вычислено пороговое значение ширины зоны неоднородности фона. Определены частоты возбуждающих колебаний и параметр затухания возмущения во времени. Выполнены подробные числовые расчеты, позволившие сопоставить друг с другом свойств дендритного роста для никеля и меди. Дана приближенная аналитическая оценка скорости роста основания боковой ветви.

Сохранить в закладках

Диэлектрические покрытия на основе Al2O3 и SiOx для фотодиодных матриц из антимонида индия (2022)

Авторы: Малыгин Владислав Анатольевич, Попов Виктор, Ванюшин Владислав Олегович

Исследованы МДП-структуры In/Al2O3/InSb и In/SiOx/АО/InSb методами низкочастотных и высокочастотных C-V характеристик. Диэлектрические слои на поверхности пластин антимонида индия диаметром 2 формировались методами атомно-слоевого осаждения и гибридным способом, включающим анодное окисление и термическое напыление. Были построены карты распределения фиксированного заряда и величины плотности состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик, оценена морфология поверхности. Распределение значений Dit по площади для МДП-структуры In/Al2O3/InSb не превышало 9 %. Средние значения фиксированного заряда, NF, для МДП-структур In/Al2O3/InSb и In/SiOx/АО/InSb составили 1,41011 см-2 и 2,91011 см 2, соответственно. Использование Al2O3, нанесённого методом атомно-слоевого осаждения, может быть использовано для пассивации фотодиодных матриц на основе антимонида индия.

Сохранить в закладках

Задачи импортозамещения и создание современных фотоприемных модулей (2022)

Авторы: Болтарь Константин, Бурлаков Игорь Дмитриевич, Бурлаков Игорь, Яковлева Наталья, Власов Павел Валентинович

В последние годы наблюдается быстрое совершенствование изделий фотоники, обусловленное использованием многослойных гетероструктур, выращенных на основе перспективных материалов; конструированием структуры фоточувствительного элемента (ФЧЭ) для достижения минимального темнового тока, что в свою очередь приводит к смене поколений матричных фотоприемных модулей (ФПМ). В работе рассматриваются ФПМ, детектирующие излучение в различных спектральных диапазонах ИК-области спектра: на основе эпитаксиальных структур InSb в диапазоне 3–5 мкм; на основе квантово-размерных QWIP-структур из GaAs/AlGaAs в диапазоне 7,8–9,3 мкм; на основе XBn-структур из InGaAs в диапазоне 0,9–1,7 мкм. Показаны наиболее близкие зарубежные аналоги и определены пути дальнейшего развития.

Сохранить в закладках

О переходных процессах, приводящих к стабилизации плазменного шнура в стеллараторе Л-2М (2022)

Авторы: Васильков Дмитрий Григорьевич, Терещенко Максим Алексеевич

Исследуются процессы накопления и диссипации энергии в горячей плазме, создаваемой и удерживаемой в тороидальной магнитной ловушке стелларатор Л-2М. Изучаются особенности выхода плазмы на стационарную стадию удержания энергии. Начальная стадия разряда, инициированная СВЧ-импульсом в режиме электронного циклотронного резонансного нагрева плазмы (ЭЦР-нагрева), характеризуется сначала быстрым нарастанием энергии плазмы в течение 1 мс от начала СВЧ-нагрева, а затем быстрым (100 мкс) увеличением энергетических потерь плазмы, регистрируемых по диамагнитному сигналу. Эти процессы приводят к окончанию роста запасенной энергии в удерживаемой плазме. Показано, что свойства данного процесса при неизменной мощности СВЧ-нагрева 400 кВт существенно отличаются для различных значений электронной плотности. Обнаружено, что данный процесс связан в первую очередь с процессами, происходящими в краевой области плазмы, в которой расположен на границе плазменного шнура слой стохастических магнитных поверхностей. Обсуждается возможное влияние на данный процесс не-устойчивостей, возникающих в стохастическом слое, а также взаимодействия приграничной плазмы со стенками вакуумной камеры.

Сохранить в закладках

Разложение СО2 в барьерном разряде атмосферного давления (аналитический обзор) (2022)

Авторы: Лебедев Юрий Анатольевич, Шахатов Вячеслав Анатольевич

Приведен аналитический обзор результатов исследований разложения углекислого газа в барьерном разряде атмосферного давления. Разложение углекислого газа CO2 в барьерном разряде происходит неравновесных условиях в результате диссоциативного возбуждения молекулы электронным ударом. Установлено, что степень разложения углекислого газа  и энергетическая эффективность устройства  не превышают   70 % и   23 %, соответственно. Эти параметры зависят от геометрии разряда, от вложенной в разряд мощности, расхода газа, зазора между электродами. Одним из перспективных путей увеличения эффективности барьерного разряда является наполнение зазора между электродами гранулами из различных материалов, включая катализаторы.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: АО "НПО "ОРИОН"
Регион: Россия, Москва
Почтовый адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
Юр. адрес: 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
ФИО: Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
E-mail адрес: orion@orion-ir.ru
Контактный телефон: +7 (499) 3749400
Сайт: http://www.orion-ir.ru

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Автор и соавтор

Автор

Попов Виктор

Соавтор

Пономаренко Владимир

Соавтор

Попов Сергей

Ведущий журнала

Ильина Надежда

Написать

По вопросам связанным с журналом вы можете связаться с его ведущим.