研究人员报告了由碲 (Te)纳米晶体组成的任意半导体图案的形成过程。在此过程中，碲酸盐玻璃基板上形成了具有光导特性的 Te/TeO2玻璃纳米复合界面。研究表明，这些激光写入的图案显示出从近紫外（263 nm）到可见光谱的光响应，并能在几个月内保持稳定。具体来说，在波长为 400 纳米、照明剂量为 0.07 mW/cm2 的条件下，测得了单激光写入线条图案的高响应率（16.55 A/W ）和检测率（5.25 × 1011 Jones）。这项研究说明了一种无需添加材料、只需一个激光加工步骤就能将碲酸盐玻璃局部转化为任意形状的功能半导体的途径。

图 1：利用飞秒激光蚀刻半导体图案，将碲玻璃变成 "透明 "光能收集器。

图 2：（a）-（c）器件制备步骤和（d）半导体表征方法示意图。

图 3：(a) 激光刻写参数对线条图案电阻率（直流）的影响。 (b) 温度对激光刻蚀图案电阻率的影响，插图为阿伦尼乌斯定律拟合图。(c) 原始区域和激光写入区域（2 × 2 mm2）的紫外-可见-近红外吸收光谱测量图。 (d)考虑到间接和直接带隙吸收模型，原始区域和激光蚀刻区域的相应Tauc图。

研究在碲酸盐玻璃表面观察到了通过飞秒激光直写工艺产生的碲和碲玻璃（Te/TeO2-glass）纳米复合界面的光响应。激光照射后，测得的电阻率比未改性材料的电阻率至少低 10 个数量级，与多晶碲的电阻率值相当。通过飞秒激光束在碲酸盐玻璃基底上的扫描，可以在任意远的位置之间写入一条导电路径。此外，还展示了以这种方式产生的线型图案，其光响应具有高度的可重复性和灵敏性，从近紫外光谱到可见光谱，可稳定数月之久。这种制造工艺表明，可以在不添加任何材料的情况下，通过飞秒激光照射具有特定成分的非光电基底（本例中为碲酸盐玻璃），将其转化为半导体基底。

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Gözden Torun et al, Femtosecond-laser direct-write photoconductive patterns on tellurite glass, Physical Review Applied (2024). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.21.014008

文章来源：激光橙

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