Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University of Posts and Telecommunications, College of Electronic and Optical Engineering & College of Flexible Electronics (Future Technology), Nanjing, China
2 Nanjing University, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing, China
The AlGaN/GaN p–n junction has received extensive attention due to its capability of rapid photogenerated carrier separation in photodetection devices. The AlGaN/GaN heterojunction nanowires (NWs) have been especially endowed with new life for distinctive transport characteristics in the photoelectrochemical (PEC) detection field. A self-powered PEC ultraviolet photodetector (PEC UV PD) based on the p-AlGaN/n-GaN heterojunction NW is reported in this work. The n-GaN NW layer plays a crucial role as a current flow hub to regulate carrier transport, which mainly acts as a light absorber under 365 nm and carrier recombination layer under 255 nm illumination, which can effectively modulate photoresponsivity at different wavelengths. Furthermore, by designing the thicknesses of the NW layer, the photocurrent polarity reversal was successfully achieved in the constructed AlGaN/GaN NW PEC UV PD at two different light wavelengths. In addition, by combining with platinum decoration, the photoresponse performance could be further enhanced. Our work provides insight into transport mechanisms in the AlGaN/GaN NW PEC system, and offers a feasible and comprehensive strategy for further exploration of multifunctional optoelectronic devices.
GaN nanowires ultraviolet detection photoelectrochemistry photoresponse Advanced Photonics Nexus
2023, 2(3): 036003
光子学报
2021, 50(12): 1223001
1 华东师范大学 物理与电子科学学院,材料科学系,纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心,上海市极化材料多功能磁光光谱技术服务平台,上海 200241
2 复旦大学 上海智能电子与系统研究院,上海 200433
报导了在c-Al2O3衬底上用脉冲激光沉积法制备MoS2薄膜,并测试了其不同温度下的光响应。通过拉曼散射光谱和X射线衍射光谱证明了所制备的二硫化钼为纯2H相。通过X光电子能谱证明了所制备的二硫化钼硫钼原子比为1.92:1,在Mo元素的3d核心能级谱中存在红移和蓝移,说明薄膜中存在氧化和硫缺陷。此外,通过拉曼和光致发光分布图,证明了薄膜具有良好的均一性。在不同层数的二硫化钼样品中,单层二硫化钼样品具有最强的光响应,达到3 mAW-1。单层二硫化钼的变温光响应实验表明,在室温附近,温度升高会提高二硫化钼的光响应强度和响应时间。
二硫化钼 脉冲激光沉积 光致发光 光响应 molybdenum disulfide pulsed laser deposition photoluminescence photoresponse
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
日盲紫外探测器以其较高的探测灵敏度和较低的背景噪声广泛应用于导弹制导、空间安全通信、臭氧层空洞监测和火焰检测等**和民用领域。氧化镓(Ga2O3)是一种典型的超宽禁带半导体材料,其较大的禁带宽度(4.2~5.3 eV)几乎占据太阳光谱的整个日盲波段,被认为是制备日盲紫外探测器的理想材料。主要介绍了Ga2O3的不同晶体结构和基本特性,并综述了基于多种Ga2O3结构的日盲紫外探测器的研究进展。基于Ga2O3纳米线的器件的最大光响应度R>10 3 A/W,外量子效率能达到10 5%;Ga2O3单晶器件的光响应度高达10 3~10 5 A/W,外量子效率超过10 6%,响应速度较快(μs级)。Ga2O3基异质结、p-n结和肖特基结的日盲探测器表现出的自驱动特性使其在无需外加电源条件下就能正常工作,这在特殊环境下具有较大的应用潜力。
光电探测器 氧化镓 超宽禁带半导体 日盲紫外 光响应 中国激光
2021, 48(11): 1100001
红外与激光工程
2021, 50(1): 20211011
运城学院 物理与电子工程系, 山西 运城 044000
采用热注入法制备空气稳定性良好的CsPbBrI2量子点,以375 nm的脉冲激光作为激发光源研究其光致发光性能.通过旋涂的方式制备相应薄膜,将其作为光敏层应用到光探测器,并对器件的光电子性能和稳定性进行详细研究.结果表明:CsPbBrI2量子点在635 nm附近有强烈的荧光效应,光谱发光峰较窄,半峰宽约为35 nm.CsPbBrI2量子点禁带宽度为1.90 eV,制备的探测器光检测带宽从紫外光260 nm到红光650 nm,光响应度为0.26 A/W,高开/关比高达104,上升/衰减时间为3.5 ms/3.5 ms.在25℃,湿度在25%~35%大气环境下存储60天,性能与初始值相比几乎没有变化.CsPbBrI2量子点具有优异的稳定性、可制备高性能的宽带光检测和易于制造等优点,具备一定的应用前景.
量子点 光探测器 热注入法 钙钛矿 光响应 Quantum dots Photodetector Perovskite CsPbBrI2 CsPbBrI2 Photoresponse
1 太原理工大学 信息工程学院 新型传感器和智能控制系统教育部(山西省)重点实验室微纳系统研究中心, 太原 030024
2 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
首先利用电化学阳极氧化方法在钛箔上合成整齐有序的TiO2纳米管阵列(TNA); 然后采用电化学沉积的方法在纳米管表面均匀沉积高功函数的Pt纳米颗粒以构建Pt/TNA肖特基结, 通过SEM、EDS和XRD等表征方法研究了Pt/TNA肖特基结的表面形貌和结构; 最后通过测试不同光照强度下的电压电流(VI)和电流时间(It)曲线研究了Pt/TNA肖特基结的紫外光电性能。实验发现, 在1V偏压和光照强度为1.37mW/cm2的375nm紫外光照射下, Pt/TNA肖特基结的光电流可达3.71μA, 响应度为0.015A/W, 外量子效率为5.11%, 光响应因子高达1892.8, 表明紫外光电探测性能得到显著提高。
电化学阳极氧化 二氧化钛纳米管 铂 紫外探测 光响应 electrochemical anodic oxidation TiO2 nanotubes Pt ultraviolet detection photoresponse
1 太原理工大学 信息工程学院 新型传感器和智能控制系统教育部(山西省)重点实验室 微纳系统研究中心, 太原 030024
2 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
利用阳极氧化方法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列, 采用化学还原AgNO3在纳米管表面均匀沉积了Ag纳米颗粒以形成Ag/TiO2/Ti(MSM)结构的紫外探测器, 并通过SEM和EDS对形成的TiO2-Ag纳米管进行形貌表征和成分分析。通过测试不同光照强度、不同偏压下的电压-电流(I-V)和电流-时间(I-t)曲线, 研究了MSM结构在紫外光下的光电特性。实验发现, 在偏压为1V、光照强度为1.04mW/cm2的375nm紫外光照射下, 基于TiO2-Ag肖特基结的紫外探测器光电流可达46.9μA, 响应度为0.21A/W, 外量子效率(EQE)为70.8%。研究结果表明, Ag负载的TiO2纳米管阵列具有良好的紫外探测性能。
阳极氧化 二氧化钛 银 紫外探测 光响应 anodic oxidation TiO2 Ag ultraviolet detection photoresponse
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春130022
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130023
采用湿法硫钝化的方式,显著降低了砷化镓(GaAs)材料的表面态密度。钝化处理后的GaAs薄膜光致发光强度提高了约14倍,光电流和响应度均增大。从能带角度分析了样品性能提升的原因,结果表明,钝化处理有利于表面态密度和肖特基势垒高度的调节,进而提升了样品性能。
薄膜 砷化镓 光致发光 硫钝化 光电流 光响应
1 东南大学 生物电子学国家重点实验室, 江苏 南京 210096
2 江苏科技大学 数理学院, 江苏 镇江 212000
3 江苏大学 江苏省重点实验室光子制造科学与技术中心, 江苏 镇江 212013
利用预处理的碳纤维为模板,在其表面磁控溅射氧化锌种子层,再通过水热法生长出氧化锌纳米棒,形成刷子状复合结构。轴心的碳纤维增强了材料的导电性能,同时该结构又具有较高的比表面积。将单根氧化锌/碳纤维转移到间距为180 μm的金叉指电极上构建紫外光探测器,在325 nm激光照射下,该器件显示出约200倍的光电流增益,且具有良好的稳定性和光谱选择性。文中同时对响应机理进行了讨论。
氧化锌 复合结构 紫外响应 ZnO hybrid structures ultraviolet photoresponse