【器件论文】基于空间局域化二维 β-Ga₂O₃/PdSe₂ 范德华异质结的超高灵敏度紫外光探测器

        由苏州职业技术大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 An ultrahigh responsivity UV photodetector enabled by a spatially confined 2D β-Ga₂O₃/PdSe₂ van der Waals heterojunction（基于空间局域化二维 β-Ga₂O₃/PdSe₂ 范德华异质结的超高灵敏度紫外光探测器）的文章。

摘要

        具有高响应度、超低暗电流和卓越光暗电流比的日盲紫外线（UV）光探测器，对于下一代光电子系统至关重要。尽管近年来取得了进展，但同时实现高响应度和严格的光谱选择性仍然是一项重大挑战。通过合理设计由空间局域化 β-Ga₂O₃ 纳米片与机械剥离的 PdSe₂ 薄片组成的范德华（vdW）异质结，实现了日盲紫外检测领域的突破。通过空间限制化学气相沉积（CVD）合成的 β-Ga₂O₃ 纳米片展现出原子级均匀性和优异的结晶度，而窄带隙的 PdSe₂ 则形成了 II 型能带对齐，从而驱动高效的界面电荷分离。这种工程化异质结构实现了超低暗电流（5 V 时约为 1 pA）， 在 254 nm 紫外光照射下，其光暗电流比超过 10⁶，并在仅 251 µW cm⁻² 的适度紫外光强下，实现了 6.17 × 10⁴ A W⁻¹ 的创纪录响应度，该数值在基于二维 β-Ga₂O₃ 异质结构的日盲探测器中位居报道值前列。β-Ga₂O₃ 固有的宽带隙确保了严格的日盲工作模式（200–400 nm），而范德华界面则最大限度地减少了陷阱辅助复合，并提高了载流子提取效率。这项工作建立了用于高性能紫外光检测的 2D/2D 氧化物异质结平台和界面策略，实现了具有超低检测限和定制光谱响应的可集成多功能光电子器件。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D6TC00154H