【器件论文】基于 II 型 Be₀.₀₆Zn₀.₉₄O₀.₇₇S₀.₂₃/Ga₂O₃ 异质结且具有双内置电场协同效应的自供电紫外光探测器

        由湖北民族大学的研究团队在学术期刊 European Physical Journal Special Topics 发布了一篇名为 Self-powered UV photodetector based on type-II Be₀.₀₆Zn₀.₉₄O₀.₇₇S₀.₂₃/Ga₂O₃ heterojunction with dual built-in electric fields synergy（基于 II 型 Be₀.₀₆Zn₀.₉₄O₀.₇₇S₀.₂₃/Ga₂O₃ 异质结且具有双内置电场协同效应的自供电紫外光探测器）的文章。

摘要

        宽禁带氧化物半导体，尤其是 ZnO 和 Ga₂O₃，因其卓越的光电性能和优异的化学/热稳定性，已成为短波长光电子器件的有力候选材料。本研究创新性地将基于 ZnO 的四元合金（BeZnOS）与 Ga₂O₃ 相结合，提出了一种新型高性能的 Be₀.₀₆Zn₀.₉₄O₀.₇₇S₀.₂₃/Ga₂O₃ 异质结自供电紫外光探测器。通过脉冲激光沉积法生长了异质结薄膜，其结构特性清晰明确：Be₀.₀₆Zn₀.₉₄O₀.₇₇S₀.₂₃ 合金形成相纯的六方镁铝石结构，带隙为 3.54 eV；而 Ga₂O₃ 保持单斜结构，带隙为 4.92 eV。在 ZnO 中对等价的 Be²⁺ 和 S²⁻ 进行战略性共掺杂，实现了协同能带结构调控，从而在异质界面处形成了 II 型能带对齐。所制备的异质结光探测器表现出稳定的自供电工作，具有高灵敏度和快速响应特性。与 Al/BeZnOS/Ga₂O₃/Al 结构相比，Pt/BeZnOS/Ga₂O₃/Al 结构展现出更优异的自供电紫外线检测性能。这种增强的自供电性能归因于 BeZnOS/Ga₂O₃ 异质结与 Pt/BeZnOS 肖特基接触产生的协同内建电场，二者共同促进了载流子的高效分离与传输。本研究为基于 ZnO 材料的能带工程提供了宝贵的见解，并为开发高性能全氧化物深紫外光探测器奠定了有前景的平台。

原文链接：

https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-026-02264-4