【器件论文】1D核心@双壳径向异质结用于单极性势垒日盲雪崩光电二极管

        由东南大学的研究团队在学术期刊 Advanced Functional Materials 发布了一篇名为 1D Core@Dual-Shell Radial Heterojunction for Unipolar Barrier Solar-Blind Avalanche Photodetector（1D核心@双壳径向异质结用于单极性势垒日盲雪崩光电二极管）的文章。

摘要

        徐春祥教授团队通过设计一维 ZnO/HfO₂/Ga₂O₃ 核@双壳径向异质结，引入单极势垒结构，成功实现了超高性能的日盲区雪崩光电探测器。一维结构通过提升比表面积，有效增强了光吸收效率，同时克服了传统体材料器件中光约束能力不足的局限性。通过在径向异质结中引入 HfO₂ 势垒层，导带阶从 1.49 eV 提高至 2.15 eV，同时避免了价带势垒的引入，从而构建出具有高导带阶的单极势垒结构。这种高单极势垒不仅有效抑制了暗电流，还显著提高了雪崩击穿电场和雪崩增益。优化后的雪崩光电探测器实现了 2.2 × 10⁵ A/W 的响应度和 3.1 × 10¹⁶ Jones 的探测率，雪崩增益达到 4.7 × 10⁴，是无 HfO₂ 势垒层器件的 16 倍。相较于其他日盲区光电探测器（如 AlGaN、MgZnO 和 Ga₂O₃ 基日盲区雪崩光电探测器），该器件在性能指标上表现出明显优势。此外，该探测器具有 6.4 ms 的响应时间和 6.25 的日盲/可见光响应比，展现出卓越的抗太阳光干扰能力，为日盲区光电探测技术的发展提供了新的思路。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202417865