【器件论文】揭示云母基增强型 β-Ga₂O₃ 金纳米等离子体在柔性宽带光探测器中的潜力

        由印度科学与创新研究院(ACSIR)的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为 Unveiling the Potential of Gold Nanoplasmonics Enhanced β-Ga₂O₃ on Mica for Flexible Broadband Photodetectors（揭示云母基增强型 β-Ga₂O₃ 金纳米等离子体在柔性宽带光探测器中的潜力）的文章。

摘要

        柔性宽带光探测器对下一代可穿戴式节能光电子器件至关重要。这类器件可推动实时健康监测、环境感知、光通信等领域的应用发展。本研究采用溅射技术，在云母基板上制备了基于 β-Ga₂O₃ 的柔性自供电光探测器。该器件在零电压偏压下于 266 nm 波长处展现出 534 mA/W 的响应度。为拓展工作波长范围并提升灵敏度，利用金纳米粒子（Au-NPs）的局域表面等离子体共振效应对其 β-Ga₂O₃ 薄膜进行功能化处理。该功能化处理显著提升了光电流，并将器件响应范围从深紫外（UVC）延伸至近红外（NIR）区域。经 Au-NPs 功能化处理的器件在 266 nm 波长下响应度提升超过 230 %，从534 mA/W 跃升至 1241 mA/W。在 5 V 偏压条件下，该器件展现出卓越性能指标：266 nm 光照下检测灵敏度达 1.19 × 10¹³ Jones，响应度高达7.8 × 10⁴ mA/W，噪声等效功率仅为4.11 × 10^–15 W Hz^–1/2。经 200 次弯折循环后，该柔性器件仍保持 95 % 的光电流输出，彰显其卓越的机械稳健性。这些突破性进展满足了柔性宽带光探测器的关键需求，为可穿戴光电子器件开辟了新路径。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c01463