【国内论文】哈尔滨工业大学的研究人员进行电解质对基于 α-Ga₂O₃纳米棒的自供电光电化学光电探测器性能影响的研究

        近期，由哈尔滨工业大学的研究团队在学术期刊Materials发布了一篇名为The Influence of Electrolytes on the Performance of Self-Powered Photoelectrochemical Photodetector Based on α-Ga₂O₃ Nanorods（电解质对基于 α-Ga₂O₃纳米棒的自供电光电化学光电探测器性能的影响）的文章。

摘要

        光电探测器在各个领域有着广泛的应用。自供电光电探测器不需要外部能源，因而引起了广泛关注。光电化学类型的光电探测器是一种自供电设备，制造简单且性能优良。然而，开发具有卓越质量和性能的光电化学光电探测器仍然是一个重大挑战。电解质作为这些探测器中的关键组件，必须在不降低半导体材料质量的情况下保持广泛接触，并有效催化光生电子和空穴的氧化还原反应，同时促进快速的电荷载流子传输。在本研究中，通过成本效益高的水热法合成了α-Ga₂O₃纳米棒阵列，以实现自供电的日盲光电探测器。研究了不同电解质（Na₂SO₄、NaOH和Na₂CO₃）对光电探测器的影响。最终，以Na₂SO₄为电解质的自供电光电探测器表现出稳定的光响应，在262 nm波长和3.0 mW/cm²光强下，最大响应度为0.2 mA/W，其上升和衰减时间分别为0.16s和0.10s。α-Ga₂O₃纳米棒阵列和Na₂SO₄电解质提供了光生载流子快速传输的途径，半导体–液体异质结界面的内建电场在有效分离光生电子–空穴对中起到了关键作用，从而使我们的光电探测器表现出卓越的性能。

图 1. (a) α-Ga₂O₃纳米棒的加工示意图。(b) α-Ga₂O₃纳米棒 PEC 光电探测器的测量装置。