【器件论文】基于 GaN/κ-Ga₂O₃ 异质结的高性能自供电日盲紫外光探测器

      由山东大学的研究团队在学术期刊 Optical Materials 发布了一篇名为 High-Performance Self-Powered Solar-Blind Ultraviolet Photodetector Based on GaN/κ-Ga₂O₃ Heterojunction（基于GaN/κ-Ga₂O₃ 异质结的高性能自供电日盲紫外光探测器）的文章。

摘要

      基于 Ga₂O₃ 的自供能日盲紫外光电探测器（SBPDs）因其高效率、低功耗和快速响应等优势，在实际应用中展现出显著潜力。本研究采用成本低、环境友好的雾化化学气相沉积法（Mist-CVD），在 GaN/蓝宝石衬底上外延生长了 Sn 掺杂的 κ-Ga₂O₃ 薄膜，并据此制备了基于 GaN/κ-Ga₂O₃ 异质结的自供能日盲紫外光电探测器。在零偏压、254 nm 光照、光功率密度为 500 μW/cm² 条件下，该器件表现出 1.61 × 10^-7 A 的光电流、2.78 × 10³ 的光暗电流比、80.5 mA/W 的响应度、39.38% 的外量子效率、1.18 × 10¹² Jones 的探测率，以及 660 ms/590 ms 的上升/衰减时间。上述性能显著优于此前报道的基于 β-Ga₂O₃ 或非晶 Ga₂O₃ 的自供能日盲紫外光电探测器。通过构建能带对齐示意图，对 GaN/κ-Ga₂O₃ 异质结自供能 SBPD 中的载流子输运机理进行了阐释。Sn 的引入显著提升了光生载流子的分离效率，从而有效改善了器件的光电性能。本研究为制备高性能 Ga₂O₃ 基自供能日盲紫外光电探测器提供了一种具有前景的策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.optmat.2026.117843