【器件论文】Zr 掺杂策略用于高性能 Cu₂O/β-Ga₂O₃ 异质结日盲紫外光探测器

        近期，由山东大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 发布了一篇名为 Zr-Doping Strategy of High-Quality Cu₂O/Ga₂O₃ Heterojunction for Ultrahigh-Performance Solar-Blind Ultraviolet Photodetection（Zr 掺杂策略用于高性能 Cu₂O/β-Ga₂O₃ 异质结日盲紫外光探测器）的文章。

摘要

        β-Ga₂O₃ 作为一种超宽带隙半导体，已成为日盲光电探测器最有前景的候选材料之一。然而，β-Ga₂O₃ 的实际应用受到器件内固有缺陷和次优晶体质量的限制。在这项工作中，通过采用 Zr 掺杂策略成功合成了高质量的 β-Ga₂O₃，促进了基于 Cu₂O/β-Ga₂O₃ 异质结构的超高性能日盲光电探测器的开发。结构分析表明，强 Zr-O 共价键有效稳定了材料，从而消除了氧空位缺陷。Cu₂O/β-Ga₂O₃ 异质结光电探测器表现出超高的响应度和探测度，以及外部量子效率。此外，该器件的光电流与暗电流之比为 3 × 10⁵，展示了其在检测低强度深紫外信号方面的优越能力，明显优于以前的异质结紫外光电探测器。这些优异的性能归因于 β-Ga₂O₃ 中氧空位缺陷的有效消除和界面处能带排列的变化，这有助于在反向偏压下快速分离光生电子-空穴对。这项研究不仅为缓解氧化物材料中的氧空位缺陷提供了一种增强且简便的途径，而且还推动了对下一代灵活、高性能、日盲紫外光电探测器的进一步探索。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.4c12331