Self-powered, flexible, silicon carbide nanowire-based ultraviolet sensing devices

Abstract

KENDİ KENDİNE ÇALIŞABİLEN, ESNEK, SİLİKON KARBÜR NANOTEL TABANLI ULTRAVİYOLE IŞIN ALGILAMA CİHAZLARI Bu çalışmada, yeni nesil kendi kendine çalışan optoelektronik uygulamalar için hayati bir yapı taşı olabilecek silisyum karbür (SiC) nanotel tabanlı ultraviyole ışığa duyarlı cihazlar başarıyla üretilmiştir. Bu çalışmada, önce kimyasal buhar biriktirme (CVD) tekniği ile SiC nanotellerini (SiCNW) sentezledik ve karakterize ettik, ardından litografi içermeyen bir yöntemle esnek bir substrat üzerinde kendi kendine çalışan bir silikon karbür tek nanotel ultraviyole fotodetektörü (SiCNW-UVPD) ürettik. Üretilen SiCNW-UVPD, 0 V'ta 254 nm ultraviyole (UV) ışık aydınlatması altında 0,08 pA seviyelerinde düşük karanlık akım değeri, yüzde 1756 gibi yüksek hassaslık değeri ve 0,17 A/ W dolaylarında duyarlılık değerlerine sahiptir. Cihaz ayrıca herhangi bir harici güce ihtiyaç duymadan 7,2 1010 cm.Hz1/ 2 W-1 'lik bir gibi olağanüstü bir algılama değeri ve yüzde 83'lük bir harici kuantum verimliliği (EQE) değerine sahiptir. Bu çalışmada sunulan cihaz esnek, kendi kendine çalışabilen SiC nanotel tabanlı fotodetektör için bildirilen en yüksek hassasiyet ve duyarlılık değerlerine sahip olmasını yanı sıra çok küçük boyut ve üretim kolaylığı ve düşük maliyeti sayesinde nano ölçekli yeni nesil, esnek, kendi kendine çalışabilen optoelektronik uygulamaları için benzersiz fırsatlar sunabilir.

SELF-POWERED, FLEXIBLE, SILICON CARBIDE NANOWIRE-BASED ULTRAVIOLET SENSING DEVICESIn this study, silicon carbide (SiC) nanowire-based ultraviolet light-sensitive devices have been successfully produced, which can be the vital building block for new generation self-operating optoelectronic applications. In this work, we first synthesized and characterized SiC nanowires (SiCNW) by chemical vapor deposition (CVD) technique, then fabricated a self-powered silicon carbide single nanowire ultraviolet photodetector (SiCNW-UVPD) on a flexible substrate via a non-lithographic method. SiCNW-UVPD exhibits exceptional performance values such as a high sensitivity value of 1756 percent, a responsivity of 0.17 A/ W, a shallow dark current of 0.08 pA under 254 nm ultraviolet (UV) light illumination at 0 V. Moreover, the device has an exceptional detectivity value of 7.2 1010 cm.Hz1/ 2. W-1 and an external quantum efficiency (EQE) value of 83 percent without the requirement for any external power (0 V). The remarkable performance parameters, which include the highest reported sensitivity and responsivity values for a self-powered SiC nanowire-based photodetector, as well as very small size and cost-efficiency, may offer unique opportunities in next-generation, flexible, self-powered nanoscale optoelectronics.