【器件论文】通过微波辅助合成的过渡金属硫族化合物的直接氧化实现响应度更高的 β-Ga₂O₃ 光电探测器

        由台湾彰化师范大学的研究团队在学术期刊 Materials Today Communications 发布了一篇名为 Enhanced Responsivity β-Ga₂O₃ Photodetectors Enabled by Direct Oxidation of Microwave-Assisted Synthesized Transition Metal Dichalcogenides（通过微波辅助合成的过渡金属硫族化合物的直接氧化实现响应度更高的 β-Ga₂O₃ 光电探测器）的文章。

摘要

        β-氧化镓（β-Ga₂O₃）因其在日盲紫外光电探测器等领域的广阔应用前景而备受关注。然而，传统 β-Ga₂O₃ 器件的制备工艺复杂且成本高昂，亟需开发高效、快速且可规模化应用的新型合成策略。本研究通过微波辅助快速合成（MAS）二维 GaS 纳米片并直接氧化，提出了一种简便、可扩展的 β-Ga₂O₃ 过渡金属氧化物（TMO）制备方法。将微波辅助合成的 β-Ga₂O₃ 溶液直接用于日盲紫外光电探测器制备，获得了高响应度特性。MAS 技术的引入显著改善了 β-Ga₂O₃ 的性能参数。通过 254 nm 至 808 nm 不同激光波长对金属-半导体-金属（MSM）结构的 β-Ga₂O₃ 光电探测器进行性能测试，结果表明：基于 MAS β-Ga₂O₃ 的器件在 254 nm 激光波长、5 V 正向偏压下表现出最高响应度（14.09 A/W）和探测率（4.2×10¹² Jones）。这一特性与光学性能相符，即 MAS β-Ga₂O₃ 在深紫外区域具有显著吸收带。此外，该探测器对紫外/可见光及紫外/暗电流的响应度抑制比（RRR）分别达到 9.8×10³ 和 4.9×10⁴。本研究通过创新合成方法实现了高性能 MAS β-Ga₂O₃ 光电探测器的制备，为下一代光电器件的发展提供了重要技术支撑。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.112114