中国科学院孟建平、李舟等人科研崭新突破！Materials Today发布其研究成果
论论资讯 ｜ 2024-04-21 ｜
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Multi-effect coupling enhanced self-powered heterojunction ultraviolet photodetector with ultra-low detection limit
Dong M.; Zheng X.; Li Q.; Liu Y.; Di X.; Meng J.; Li Z.
Published：2024-01-01
DOI：10.1016/j.mattod.2024.03.004
研究背景
在当今社会，随着科技的不断发展，人们对于便携、小型且自供能的传感器设备的需求日益增加。然而，目前大多数基于氮化镓（GaN）材料的自供能紫外光探测器对于弱紫外光的检测能力较弱，这限制了它们的应用范围。
研究内容
这项研究报道了一种基于BaTiO<sub>3</sub>/GaN异质结的自供能紫外光探测器，通过耦合铁电极化、抗反射效应和热光电效应，可以检测到最小为0.68 nW/cm<sup>2</sup>的超弱紫外光。BaTiO<sub>3</sub>薄膜在GaN表面具有增强的残余极化场和产生的抗反射效应，可以调节异质结带结构，抑制暗电流并最小化GaN的表面反射。同时增强的热光电效应可以显著提高器件的响应速度和响应度。该器件的响应时间和恢复时间分别低至8.794毫秒和5.018毫秒。最大响应度和检测度分别为88.206 mA/W和7.392 × 10<sup>13</sup> Jones，相较于极化前的器件提高了359%和6065%。由于材料稳定性优异，该器件对连续入射紫外光具有敏感且均匀的响应。此外，通过模拟火焰生成，已经证明该器件在火焰检测方面表现出色，并可以实现远程监测和火灾预警功能。
研究意义
这些研究结果有望推动基于BaTiO<sub>3</sub>/GaN异质结的自供能紫外光探测器在环境监测和空间通信领域的潜在应用。这种器件不仅具有极佳的检测性能，还展现出在火灾检测方面的卓越表现，为相关领域的发展带来了新的可能性。
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