纳米线硬X射线探测器中的热电子

在过去二十年中，人们对半导体纳米线的光、电和机械等基本性能进行了详细研究，设想将半导体纳米线用作纳米光子和纳米电子器件的基础材料。因此，许多基于纳米线的设备都是基于p–n结原理，例如发光二极管（LED），太阳能电池和检测器。最近，有学者建立了低成本和高通量的轴向GaAs纳米线p–n结在航空光学领域的联系，证明了这种纳米线器件的工业生产的巨大潜力但是，技术应用要求不仅要具有成本效益，而且要对基本性能有深入的了解，还要保持设备的稳定性和可靠性。到目前为止，纳米级的装置依旧在长期稳定性和可靠性方面充满挑战。

       近日，德国耶拿大学弗里德里希·席勒大学固体物理研究所的团队报道了一个轴向p-n结GaAs纳米线X射线探测器，与微米级的传统探测器相比，该探测器能够实现超高的空间分辨率（~200 nm）。基于聚焦同步加速器X射线纳米束操作中的X射线分析技术可以探测内部电场并观察纳米级的热电子效应。最后，该团队研究了器件的稳定性，并在p-n结的n掺杂段中发现了选择性热电子诱导的氧化。他们发现并证明了p-n结纳米线的功能和局限性，为进一步改进和最终集成到片上设备提供了见识。相关研究成果发表在《Nature Communications》上。（钟雨豪）

文章链接：Zapf, M., Ritzer, M., Liborius, L. et al. Hot electrons in a nanowire hard X-ray detector. Nat Commun 11, 4729 (2020).
       https://doi.org/10.1038/s41467-020-18384-x.