【器件论文】用于光电化学紫外线检测的 α-Ga₂O₃ 纳米棒阵列中的电荷分离技术

        近期，由南京邮电大学的研究团队在学术期刊ACS Applied Nano Materials发布了一篇名为Engineering Charge Separation in α-Ga₂O₃ Nanorod Arrays for Photoelectrochemical UV Detection（用于光电化学紫外线检测的 α-Ga₂O₃ 纳米棒阵列中的电荷分离技术）的文章。

摘要

        氧空位（O_V）状态是金属氧化物中最常见的化学缺陷，即使没有外部掺杂剂，其也在光电化学（PEC）动力学中起主导作用。迄今为止，尽管已经开发了大量策略来克服O_V的负面影响，但O_V发挥积极作用的阈值尚未被具体研究。此外，由操控O_V分布引起的化学计量变化的动力学以及它们对电荷传输的影响仍然存在困惑。在此，以α-Ga₂O₃纳米棒阵列为模型，我们展示了在空位工程过程中O_V分布变化的进化机制。由于O扩散流入体内是由表面O_V辅助迁移机制调节的，表面O_V浓度首先降低，经过一段时间后略有恢复。这与常识认为长时间O₂退火应导致表面O_V单调减少的观点有所偏离。通过PEC表征和理论计算，结果表明O_V在PEC过程中起到关键作用，取决于其自身的空间分布。提出了优化的O_V空间分布工程策略，以建立高效的载流子分离纳米结构用于高性能紫外光探测。本研究为阐明PEC领域中的缺陷工程基本规则提供了新的见解。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jmat.2024.06.006