研制出超快、超灵敏响应的日盲光电探测器

研制出超快、超灵敏响应的日盲光电探测器

引用

科学网

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https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2025/3/383583.shtm

日盲光电探测器。兰州大学供图

兰州大学研究团队开发出一种同时具备超快、超灵敏响应的氧化镓日盲光电探测器（SBPD），有效破解了“RS困境”。相关研究成果近日发表于《先进材料》。

日盲光电探测器是一种能够在特定波长范围，即日盲区内响应紫外光的探测器件，广泛应用于火焰预警、安全通信、快速目标成像和环境监测等领域。然而，传统氧化镓光电探测器在保持高响应度的同时，往往难以提升响应速度。这就是所谓“RS困境”。

兰州大学研究团队联合中国科学技术大学的研究人员，创新性地提出了一种热脉冲处理方法。这种方法通过精准调控氧化镓薄膜中的温度分布，成功形成了垂直分层的晶体结构和氧空位分布。这种分层结构不仅提高了载流子的生成效率，还优化了其传输路径，从而实现了高性能的日盲光电探测。

实验表明，经过热脉冲处理的氧化镓日盲光电探测器在254纳米的紫外光照射下，最高响应度达到了312.6A/W，衰减时间缩短至40微秒，性能显著优于传统处理方式。这一突破不仅意味着探测器能够更快速、更准确地响应紫外光信号，还为日盲光电探测器的应用拓展提供了新的可能。

基于这一技术，研究团队成功制备了高性能的氧化镓日盲光电探测器芯片，并在日盲成像、光轨迹跟踪和日盲功率计等应用中展现出卓越性能。其中，10×10像素的探测芯片实现了高对比度太阳盲成像，能够实时追踪光斑运动路径，展现出良好的环境适应性。

此外，研究团队还开发了一种便携式日盲紫外探测设备。该设备在高压电弧放电检测中表现出优异的日盲识别能力，为未来高灵敏深紫外探测应用提供了新的技术支撑。

相关论文信息：
https://doi.org/10.1002/adma.202414130

本文原文来自《中国科学报》