Si 양자점(SiQDs)이 내장된 SiO₂ (SiQDs:SiO₂)는 벌크 Si에 비해 가시 광 영역에서 높은 광흡수와 빠른 광 반응 특성으로 인해 광검출기 소자에 매우 매력적인 물질이다. 여기서, 우리는(trifluoromethanesulfonyl)-amide(TFSA) 도핑된 그래핀(TFSA-그래핀)/SiQDs: SiO₂/n–Si 이종접합 광 검출기에 육각형 질화붕소 (hexagonal boron nitride, h-BN) 중간층을 사용한 소자를 제작하였다. 결과적으로 TFSA-그래핀/SiQDs:SiO₂/n–Si 광 검출기는 0 V에서 광대역 광 응답 특성을 보였다. 또한, TFSA-그래핀과 SiQDs:SiO₂ 사이에 h-BN층을 추가함으로써 계면에서의 캐리어 재결합을 차단하는 효과로 인하여 암전류가 현저히 감소하여 h-BN이 없는 소자보다 검출능이 4배 증가하였다.
Compared to bulk Si, Si quantum dots (SiQDs)-embedded SiO₂ (SiQDs:SiO₂) is a promising material for photodetector (PD) devices owing to its exceptional light absorption and fast light response properties in the visible region. In this study, we successfully fabricated PDs by inserting a hexagonal boron nitride (h-BN) interlayer into (triuoromethanesulfonyl)-amide (TFSA)-doped graphene/SiQDs:SiO₂/n-Si heterojunction structure. The TFSA-doped graphene/SiQDs:SiO₂/n-Si PD exhibits a broadband photoresponse behavior at 0 V. The insertion of the h-BN layer between TFSA-doped graphene and SiQDs:SiO₂ effectively suppressed carrier recombination at the interface, leading to a significant reduction in the dark current. Consequently, the detectivity of the h-BN-based PD increased by four times compared to the device without h-BN.