
【会员论文】南京邮电大学唐为华/内蒙古大学刘增团队:基于β-Ga₂O₃单晶的角度分辨拉曼偏振特性及日盲紫外光电探测器
日期:2025-07-03阅读:43
近日,南京邮电大学集成电路科学与工程学院唐为华教授与内蒙古大学电子信息工程学院刘增研究员团队的研究人员基于(100)面β-Ga2O3单晶,对β-Ga2O3的光学各向异性进行了系统的研究并成功制备了日盲紫外偏振光探测器。通过研究偏振拉曼和偏振光吸收特性,证明了β-Ga2O3具有强光学各项异性。基于其强光学各项异性,成功制备了日盲紫外偏振光电探测器,在不同角度的日盲紫外偏振光照射下,产生了不同的光电流。这为拓展日盲紫外偏振光探测开辟了一条新的途径。
图1为在平行模式和垂直模式下的偏振拉曼谱图,两种模式在不同偏振角度的532 nm光入射情况下,拉曼强度出现周期性变化,其结果表明了β-Ga2O3具有强的光学各项异性。

图1 (a) 平行极化模式下不同偏振角度下β-Ga2O3的拉曼图;(b) 垂直极化模式下不同偏振角度下β-Ga2O3的拉曼图;(c)平行模式下的拉曼等高线图;(d) 垂直模式下的拉曼等高线图;(e)平行偏振模式下765.5 cm-1的拉曼极化图;(f) 垂直偏振模式下765.5 cm-1拉曼极化图。
图2展示了β-Ga2O3在不同偏振角度下的光吸收特性,其结果表明,光吸收呈现出以π为周期的强度变化,并且光吸收强度变化只发生在240 nm。
图2 (a)不同偏振角度下240至400 nm波段内的光吸收;(b)不同偏振角下的光吸收等高线图;(c) 240 nm波长日盲紫外光吸收极化图;(d) 255 nm波长日盲紫外光吸收极化图;(e) 270 nm波长日盲紫外光吸收极化图。
图3为所制备的日盲紫外偏振探测器及日盲紫外偏振探测动态曲线,其结果展示了良好的偏振敏感特性。最后对器件进行了拉曼偏振成像,其结果展示了器件具有良好的偏振成像能力。
图3 (a)偏振光电探测器示意图;(b) 0~ 350°偏振光下的瞬态光响应特性;(c)不同偏振角度光下的光电流等高线图;(d) 20 V下光电流极化图;(e) 偏振成像传感器测量系统原理图;(f) 0°下成像结果;(c) 90°以下成像结果。
论文第一作者为南京邮电大学博士生李磊,通讯作者为南京邮电大学唐为华教授、杭州师范大学高凌锋副教授以及内蒙古大学刘增研究员。该工作的主要参与人员还包括内蒙古大学张嘉汉研究员、南京航空航天大学姜明明研究员以及广东省科学院张少辉博士。
团队介绍
唐为华,南京邮电大学集成电路科学与工程学院(产教融合学院)教授、博士生导师,1994年于中国科学院物理研究所获博士学位。主持包括国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、北京市科技计划专项、江苏省双创团队项目等国家级省部级重大重点课题二十余项。在国内外重要学术杂志上发表SCI收录论文400多篇,被引17000余次。享受国务院政府特殊津贴,入选国家“新世纪百千万人才工程”、中国科学院“百人计划”,江苏省“双创人才”,江苏省“双创团队”领军人才,获北京市科学技术一等奖和二等奖。
刘增,内蒙古大学电子信息工程学院研究员、硕士生导师,主要从事宽禁带半导体光电器件与物理的研究。2021年获北京邮电大学博士学位。入选内蒙古自治区“英才兴蒙”高层次人才、及内蒙古大学“骏马计划”高层次人才引进计划。曾任南京邮电大学校长专聘副教授,硕士生导师。担任《Exploration》青年编委、《Crystals》客座编辑。2023、2024连续入选World’s Top 2% Scientists。主持国家自然科学基金、工信部重点实验室课题等。在Adv. Mater., Laser Photonics Rev., Adv. Opt. Mater., Appl. Phys. Lett., IEEE Electron Device Lett., Cell Reports Phys. Sci., Opt. Lett., ACS Photonics等期刊上发表50余篇论文。
文章信息
Angle-resolved polarization Raman spectroscopy of β-Ga2O3 and their application in sensitive solar-blind photodetection
Lei Li; Sihan Yan; Wanyu Ma; Jia-Han Zhang; Shaohui Zhang; Mingming Jiang; Lingfeng Gao; Weihua Tang; Zeng Liu
Appl. Phys. Lett. 125, 141102 (2024)
https://doi.org/10.1063/5.0223518