据激光与红外杂志微信公众号，于2025年08月25日报道，基于(Bi,Sb)₂Se₃合金的红外光电探测器因其可调节带隙和高载流子迁移率而备受关注，使其成为宽带探测的有力候选材料。然而，其性能受到高暗电流密度和低效载流子提取的限制。

据麦姆斯咨询报道，华中科技大学和深圳大学的研究团队引入ZnTe作为空穴传输层（HTL）来重新配置能带结构，并制备出高性能ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe光电探测器。研究人员通过系统地调整ZnTe HTL厚度，与无HTL器件相比，外量子效率（EQE）提高了53 %（1300 nm处为16.2%），暗电流密度降低了50 %（97.4 μA cm⁻²，−0.5 V时）。SCAPS模拟结果表明，所设计的(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe异质结在增强了空穴提取的同时，有效地抑制了电子回流，从而提高了性能。因此，优化后的器件表现出明显的快速响应时间（12/107.5 ns上升/下降）和宽线性动态范围（LDR，96 dB）。此外，未封装器件在90 °C下运行322 h后仍能保持其初始性能的97.7 %，并能承受150 °C的极端退火，超过许多最先进的探测器。这种方法为开发高性能、高速和高稳定性的红外光电探测系统提供了一种可扩展、低成本且环保的策略。这项研究以“Boosting Performance of ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃ Short-Wavelength Infrared Photodetector via ZnTe Hole-Transport Layer”为题发表在Advanced Optical Materials期刊上。为了评估ZnTe薄膜的结构和光电性能，研究人员通过热蒸发法将ZnTe薄膜沉积在玻璃衬底上（如图1a）。随后，采用X射线衍射（XRD）对制备的ZnTe薄膜的结构性能进行表征（如图1b）。图1c展示了通过紫外-可见光谱表征的透光率。另外，为了获得ZnTe薄膜的能带结构，研究人员构建了ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe光电探测器的能带图，利用紫外光电子能谱（UPS）来确定ZnTe的费米能级和价带（VB）。

(Bi,Sb)₂Se₃薄膜采用双源气相传输沉积工艺（VTD）制备，以Sb₂Se₃和Bi₂Se₃粉末为原料。然后通过热蒸发沉积ZnTe薄膜。最后，在沉积Au顶电极后，成功制备了构型为ITO/ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe/Au的光电探测器。为了评估ZnTe HTL厚度对(Bi,Sb)₂Se₃红外光电探测器性能的影响，通过调整热蒸发持续时间，制备了3种不同ZnTe厚度的光电探测器（器件Z1、Z2、Z3），以及不含ZnTe HTL（器件R1）的探测器进行比较，相关结果如图2所示。

ZnTe HTL的最佳厚度为140 nm。因此，后续研究人员将器件光电性能的研究集中在器件R1和Z2上。研究人员在各种光功率密度下测量这两种器件的光电性能，相关结果如图3所示。结果表明，在器件Z2中，ZnTe HTL在促进载流子分离和传输的同时，有效抑制了背接触处的载流子复合，从而改善了中性区的载流子收集，导致长波长处的EQE更高。

为了定量研究ZnTe HTL增强光电性能的潜在机制，进行了SCAPS模拟，器件Z2的模拟模型如图4a所示。图4b比较了两种器件（R1和Z2）在(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe界面处的载流子密度。光电探测器具体模拟结果如图4所示。

红外光电探测器的稳定性对于其实际应用也至关重要。因此，研究人员进一步探究了未封装的ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe器件（Z2）的工作稳定性和热稳定性，相关结果如图5所示。

综上所述，这项研究通过引入ZnTe HTL来有效调节能带结构，制备了一种高性能ZnO/(Bi,Sb)₂Se₃/ ZnTe短波红外光电探测器。将ZnTe HTL的厚度从50 nm系统优化至180 nm，使其在1300 nm处的EQE提高了53 %，并且与无HTL器件相比，其暗电流密度大幅降低了50 %。通过SCAPS模拟验证了该器件的潜在增强机制，结果表明，经过设计的(Bi,Sb)₂Se₃/ZnTe异质结在促进空穴高效提取的同时，能够有效抑制电子回流。此外，该器件表现出卓越的工作稳定性和热稳定性，其稳定性超过了许多先进短波红外光电探测器，如胶体量子点探测器、HgCdTe探测器、有机材料探测器。