고성능, 저비용, 고에너지효율 적외선(IR) 포토디텍터는 차세대 센싱 기술의 핵심이지만, 기존 재료의 고유한 한계와 밴드 구조 설계의 제약으로 인해 발전이 제한되고 있다. 여기서는 현장에서 형성된 그래디언트 밴드 구조를 갖는 준금속-산화텔루륨 복합체(Te-in-TeO x )를 제안한다. 이는 Te와 TeO x 사이의 서로 다른 용융점과 레독스 동역학을 활용하는 단일 단계 열 증착 공정으로 구현된다. 이러한 조성 조절 구조는 반도체성(준금속성) Te의 강한 IR 흡수와 그 산화물 대응체의 낮은 암전류 및 안정성을 결합하는 한편, 형성된 에너지 밴드 그래디언트가 암전류를 억제한 채로 캐리어 분리와 수송을 촉진한다. p-형 Te-TeO x /n-Si 헤테로접합 기반 IR 포토디텍터는 무바이어스(0 V) 자체 구동 모드로 동작하며, 0.76 A/W의 높은 감도를 달성하고, 10 14 Jones를 초과하는 검출도, ≈4 pA에 이르는 극저 암전류를 보인다. 이는 시판 IR 디텍터와 동등하거나 그보다 우수한 성능을 제공한다. 또한 소자는 장기 공기 안정성(> 12개월)과 웨이퍼 스케일에서의 균일한 성능을 나타내며, IR 영상 및 광통신에서의 시연은 차세대 IR 포토디텍션을 위한 이 확장 가능하고 저비용의 밴드 구조 공학 전략의 실용적 잠재력을 추가로 부각한다.

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