Material Perspective on HgTe Nanocrystal-Based Short-Wave Infrared Focal Plane Arrays

Autor: Huichen Zhang, Rodolphe Alchaar, Yoann Prado, Adrien Khalili, Charlie Gréboval, Mariarosa Cavallo, Erwan Bossavit, Corentin Dabard, Tung Huu Dang, Claire Abadie, Christophe Methivier, David Darson, Victor Parahyba, Pierre Potet, Julien Ramade, Mathieu G. Silly, James K. Utterback, Debora Pierucci, Sandrine Ithurria, Emmanuel Lhuillier
Přispěvatelé: Physico-chimie et dynamique des surfaces (INSP-E6), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nanostructures et optique (INSP-E4), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Réactivité de Surface (LRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique de l'ENS - ENS Paris (LPENS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Département de Physique de l'ENS-PSL, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), New Imaging Technologies (NIT), Institut Pprime (PPRIME), Université de Poitiers-ENSMA-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux (UMR 8213) (LPEM), Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CE24-0022,COPIN,Détecteur plasmonique à nanoCristaux colloïdaux: une nouvelle filière pour l'OPtoélectronique INfrarouge(2019), ANR-20-ASTR-0008,NITquantum,Design et fabrication d'un plan focal dans le proche infrarouge à base de nanocrisrtaux(2020), ANR-19-CE09-0017,FRONTAL,Nanocristaux Colloïdaux Dopés Infrarouges(2019), ANR-21-CE09-0029,MixDFerro,Heterostructures à dimensions mixtes sous contrôle ferroélectrique 2D(2021), ANR-19-CE09-0026,GRaSkop,Tuning Giant Rashba Spin-Orbit Coupling in Polar Single Layer Transition Metal Dichalcogenides(2019), ANR-21-CE24-0012,BRIGHT,Diode électroluminescente infrarouge brillante par exaltation du couplage lumière-matière(2021), European Project: 756225,blackQD
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Chemistry of Materials
Chemistry of Materials, 2022, 34 (24), pp.10964-10972. ⟨10.1021/acs.chemmater.2c02955⟩
ISSN: 1520-5002
0897-4756
Popis: International audience; After the use of nanocrystals as light down-converters, infrared sensing appears to be one of the first market applications where they can be used while being both electrically and optically active. Over recent years, tremendous progress has been achieved, leading to an apparent rise in the technological readiness level (TRL). So far, the efforts have been focused on PbS nanocrystals for operation in the near-infrared. Here, we focus on HgTe since its narrower band gap offers more flexibility to explore the extended shortwave and mid-wave infrared. We report a photoconductive strategy fort the design of short wave infrared focal plane array with enhanced image quality. An important aspect often swept under the rug at an early stage is the material stability. It appears that HgTe remains mostly unaffected by oxidation under air operation. The evaporation of Hg, a potentially dramatic aging process, only occurs at temperatures far beyond the focal plane array's standard working temperature. The main bottleneck appears to be the particle sintering resulting from joule heating of focal plane array. This suggests that a cooling system is required, with a first role of preventing the material from sintering even before targeting dark current reduction.
Databáze: OpenAIRE
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