【器件论文】基于 Sn 掺杂 β-Ga₂O₃ 纳米棒阵列的高响应且高稳定性自供电日盲光电探测器

        由湖南大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Highly responsive and stable self-powered solar-blind photodetectors based on Sn doped β-Ga₂O₃ nanorod arrays（基于 Sn 掺杂 β-Ga₂O₃ 纳米棒阵列的高响应且高稳定性自供电日盲光电探测器）的文章。

摘要

        β-Ga₂O₃ 具有适中的带隙（4.4–4.9 eV）、优异的光学性能和稳定的物理化学特性，使其成为制备日盲紫外器件的最可行材料之一。然而，较大的带隙通常导致较差的电导率和较低的载流子迁移率，进而降低其光响应性和响应速度。在本研究中，通过简单的水热法合成了 Sn 掺杂的 β-Ga₂O₃ 纳米棒阵列，其表现出显著增强的日盲紫外光电性能。在 254 nm 紫外光照射下（光强为 200 μW cm⁻²），制备的 Sn 掺杂 β-Ga₂O₃ 自供电光探测器在 0 V 偏压下展现出高达 63.79 mA W⁻¹ 的光响应度，光暗电流比（I_light/I_dark）达 1772，外部量子效率为 31.20%。同时，响应时间从纯 β-Ga₂O₃ 的 5.22 s 上升时间和 1.03 s 衰减时间，分别缩短至 Sn 掺杂 β-Ga₂O₃ 的 1.01 s 和 0.19 s。此外，Sn 掺杂的 β-Ga₂O₃ 光探测器在总共 137 次完整的开/关循环中未观察到明显的光响应衰减，这表明其具有优异的稳定性和重复性。本研究提出了一种有效的热水法掺杂方法，以提升 β-Ga₂O₃ 的光电性能，为制备日盲紫外线探测器提供了有前景的策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D5TC02250A