【器件论文】揭示超柔性纸基可穿戴式 a-Ga₂O₃ 自驱动超高性能日盲光电探测器的光感应能力

        由印度科学与创新研究院(AcSIR)的研究团队在学术期刊 Chemical Engineering Journal 发布了一篇名为Revealing the photo-sensing capabilities of a super-flexible, paper-based wearable a-Ga₂O₃ self-driven ultra-high-performance solar-blind photodetector（揭示超柔性纸基可穿戴式 a-Ga₂O₃ 自驱动超高性能日盲光电探测器的光感应能力）的文章。

摘要

        为了满足安全通信、环境监测、生物医学和军事应用中对可穿戴光电器件日益增长的需求，开发自驱动日盲光电探测器 (SBPD) 至关重要。这项工作报告了基于在各种纸质基材（包括光面纸、羊皮纸和 75 GSM 纸）上生长的非晶态 Ga₂O₃ 薄膜并使用磁控溅射沉积的叉指式 Pt 电极的超柔性、可穿戴、超轻自驱动 SBPD 的制造。在自驱动条件下，在 266 nm 光照射下，开发的光面纸、羊皮纸和 75 GSM 纸基器件表现出 8.30 mAW⁻¹、14.53 mAW⁻¹ 和 20.96 mAW⁻¹ 的优异响应度，以及 115/118 ms、90/95 ms 和 65/67 ms 的快速响应速度。由于 75 GSM 纸的表面粗糙度、孔隙率和微纤维结构增强了器件中的光吸收，因此记录了相对优异的性能。此外，开发的器件显示出超过 ~10⁶ 的紫外线 C 抑制比、2.01 × 10¹¹ Jones 的高比检测率、1.38 × 10³ mAW⁻¹ 的高响应度和 2.44 × 10^-13 WHz^−1/2 的低噪声等效功率，在 75 GSM 纸上施加 5 V 偏压。即使弯曲到 l_o/l = 5，光电流仍保持接近其初始值，表现出出色的柔韧性、弯曲耐久性和可变形性。制造的器件经过各种可穿戴应用的全面测试，分析表明其在现实场景中的性能发生明显变化。该技术为开发具有高性能、可穿戴、下一代柔性光电器件应用的自驱动纸基 SBPD 铺平了道路。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153910