【器件论文】基于 (104) 取向 Ga₂O₃ 纳米棒的高响应自供电光电化学日盲紫外探测器

        由华南理工大学的研究团队在学术期刊 Surfaces and Interfaces 发布了一篇名为 High-Responsivity Self-Powered Photoelectrochemical Solar-Blind Ultraviolet Detector Based on (104)-Oriented Ga₂O₃ Nanorods（基于 (104) 取向 Ga₂O₃ 纳米棒的高响应自供电光电化学日盲紫外探测器）的文章。

摘要

        作为超宽带隙半导体，Ga₂O₃ 在日盲紫外检测领域具有广阔前景。传统制备方法往往复杂且成本高昂。本研究通过水热法合成了 α-Ga₂O₃ 纳米棒，并用于构建光电化学紫外探测器（PEC UV PD）。文章深入探讨了水热工艺参数对 Ga₂O₃ 薄膜的影响。实验发现，延长水热反应时间可增厚薄膜，而提高前驱体浓度则会缩小纳米棒尺寸。值得注意的是，氨的引入能诱导纳米棒产生择优取向。基于这些发现，成功制备出具有 (104) 晶面择优取向的 Ga₂O₃ 基 PEC 探测器，展现出优异的日盲检测性能。在 267 nm 深紫外光照射下，该器件实现最大响应度 (R) 达 27.8 mA W^-1，检出率 (D*) 达 2.80×10¹⁰ Jones，其日盲区至近紫外阻隔比 (R_267nm/R_365nm) 高达 11,949。上升时间 (τ_rise) 为 36.2 ms，延迟时间(τ_delay)为 20.1 ms。通过实验与密度泛函理论(DFT)计算相结合的研究表明，(104) 晶面促进 H₂O 吸附，增强了 PEC PD 光阳极-电解质界面处的氧化反应。这项工作为开发经济高效、高性能的日盲紫外线探测器提供了新途径。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.107844