1 太原学院 材料与化学工程系，山西太原030032
2 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001
为了实现在无外部供能下对紫外光的有效探测，基于Ag修饰的Bi2O3纳米块（Ag/Bi2O3）纳米块制备了自供能紫外探测器。通过煅烧法制备Bi2O3纳米块，随后采用室温溶液法在其表面沉积Ag纳米粒子，进而成功制备了Ag/Bi2O3纳米块，且对所制备样品的晶体结构和微观形貌等进行了表征。结果表明，Ag/Bi2O3纳米块的平均尺寸约为1 μm，且Ag纳米粒子随机分布在Bi2O3纳米块表面。将涂覆Ag/Bi2O3纳米块的FTO作为工作电极，并进一步构建了自供能紫外探测器。在365 nm的紫外光照射下，Ag/Bi2O3纳米块紫外探测器能在零偏压下实现对紫外光的快速检测，这证实其具有自供能特性。相比于Bi2O3纳米块紫外探测器，Ag/Bi2O3纳米块紫外探测器的光电流得到明显提升，上升和下降时间分别缩短至29.1 ms和40.2 ms，并具有良好的循环稳定性。
紫外探测器 Bi2O3纳米块 Ag纳米粒子 自供能探测 ultraviolet photodetector Bi2O3 nanoblocks Ag nanoparticles self-powered detection
1 华南师范大学半导体科学与技术学院，广东 广州 510631
2 东莞南方半导体科技有限公司，广东 东莞 523781
界面工程是提高光电探测器性能的有效方法之一。报道了基于界面工程调控的石墨烯（Gr，2D）/GaN（3D）范德瓦耳斯异质结紫外光电探测器。GaN吸收光子产生电子空穴对，并在内建电场作用下发生分离。其中，光生空穴利用隧穿效应向Gr一侧迁移，而光生电子向GaN一侧迁移。在较高的电场驱动下，载流子将发生碰撞，造成光电流倍增，使得器件的光吸收效率与光电转化效率有明显提升。因此，器件在-2 V偏压条件和5 μW/cm2紫外光照射下，展示出较高的响应度（395.2 A/W）和较大的探测率（4.425×1015 Jones）值。该研究丰富了界面工程技术在Gr基紫外光电探测器的应用，为制备高性能紫外探测器提供了可能。
氮化镓 二维/三维 金属有机化学气相沉积 紫外探测器 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0304001
1 太原学院 材料与化学工程系，山西 太原 030032
2 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
为了实现在无外加电源情况下对紫外光的长时间探测，基于WO3纳米片制备了具有自供能特性的紫外探测器。采用水热法在FTO玻璃衬底上成功制备了WO3纳米片阵列，并通过SEM、XRD等手段对样品进行分析，研究结果显示，长度约为2 μm、厚度约为200 nm的单斜相WO3纳米片均匀致密地生长并覆盖在整个衬底表面。制备的WO3纳米片的光吸收范围集中在紫外波段，对330~440 nm的光具有强的吸收能力。以WO3纳米片为工作电极制备了紫外探测器，测试结果表明，WO3纳米片紫外探测器能够在无外加偏压的情况下有效探测紫外光，且具有自供能特性。探测器的光电性能表现出高光响应电流（约为171 μA）和快速响应特性（上升时间约为25.7 ms，下降时间约为38.7 ms），并在多次紫外光开/关下保持良好的稳定性与重复性。
紫外探测器 三氧化钨 纳米片 水热法 ultraviolet detector WO3 nanosheets hydrothermal method 光学 精密工程
2023, 31(13): 1871
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100039
随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。
h-BN薄膜 反应溅射法 室温 日盲紫外探测器 光电性能 响应度 h-BN film reactive sputtering method room temperature solar-blind ultraviolet detector photoelectric property responsivity
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电子材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
4 中国科学院半导体研究所固体照明研究开发中心，北京 100090
提出一种在AlGaN基 PIN 器件的p-GaN表面上沉积Pt，形成肖特基势垒（SB）-PIN 异质结器件，器件的能带和载流子的输运发生了变化，这种新型光电探测器实现了双波段紫外探测，可分别工作在光伏和光电导模式下。器件在 275 nm波长的紫外光照射的负偏置电压下，工作模式为光伏探测，当入射光功率密度为 100 μW/cm2，偏置电压为-10 V时，器件得到最大响应度（0.12 A/W）；当偏置电压为-0.5 V时，器件得到最大探测率（1.0×1013 cm·Hz1/2·W-1）。器件在正偏置电压工作模式下可作为高响应、高增益的光电导探测器，当偏置电压为+10 V 时，用275 nm 和365 nm 波长的紫外光照射（光功率密度为100 μW/cm2），器件的响应度分别为10 A/W 和14 A/W，外量子效率分别为4500%和 4890%。所设计的双波段多功能器件将极大地扩展基于AlGaN的紫外探测器的用途。
探测器 双波段紫外探测器 AlGaN 异质结 响应度
深圳大学 材料学院， 深圳市特种功能材料重点实验室， 广东省功能材料界面工程研究中心， 广东 深圳 518055
通过在直流等离子体喷射化学气相沉积（DC?PJCVD）法生长的多晶金刚石薄膜上制备Au叉指电极，构建了金属?半导体?金属（MSM）结构的日盲紫外探测器件。研究了不同光刻工艺对制备的金刚石探测器件性能的影响。结果表明，lift?off光刻工艺所制备的器件性能明显优于湿法光刻工艺器件，其Ilight提高了4.4倍，光暗电流比提高了6.8倍，在25 V电压下响应度提高了9倍，达到了0.15 A/W。在此基础上通过lift?off光刻工艺制备了Au、Ti、Ti/Au和Ag四种不同金属的叉指电极，对比了不同金属电极制备的金刚石紫外探测器件的性能差异。其中Ag电极由于存在势垒隧穿效应引起的增益，在四种电极中性能表现最佳，在25 V偏压下其Ilight高达0.21 μA，响应度提升到0.78 A/W，性能与已有报道的器件性能相当。与普通Au电极制备的器件相比，其光电流提高了5.2倍，光暗电流比提升了7倍，响应度提高了5.2倍。
金刚石薄膜 lift-off光刻工艺 Ag电极 日盲紫外探测器 diamond films lift-off photolithography Ag electrode solar blind ultraviolet detector
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林 541004
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米加工平台, 江苏 苏州 215123
3 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院, 合肥 215123
4 南京理工大学 材料科学与工程学院, 南京 210000
提出了一种并联体声波谐振器(BAWR)与Ga2O3基MSM紫外传感器的新型高灵敏度传感器结构, 即体声波谐振式日盲紫外光传感器(BAWR-UV Sensor)。设计并制备了MSM Ga2O3紫外传感器和BAWR传感器, 将实测的光、暗S参数在仿真软件中封装为S1P数据模型代替MSM等效电路, 用MBVD模型代替BAWR等效电路, 通过并联两种结构建立了BAWR-UV仿真模型; 采用ADS软件仿真了BAWR核心参数对BAWR-UV传感器灵敏度的影响, 研究了提高灵敏度的设计方案。仿真结果表明, 在0.5~4.5GHz频率范围内, BAWR-UV的并联Q值越大, 阻抗灵敏度越高, 同时阻抗灵敏度随频率降低而增大, 在并联谐振频率fp=0.533GHz时获得最佳阻抗灵敏度为100kΩ/(μW/mm2); 频率灵敏度随频率的升高而增大, 在fp=4.5GHz时获得最佳频率灵敏度为1.4MHz/(μW/mm2)。最后, 开展了高灵敏度日盲紫外传感器的探索。
日盲紫外探测器 体声波谐振器 氧化镓 叉指传感器 solar blind ultraviolet detector bulk acoustic wave resonator gallium oxide interdigital sensor
