我国研究团队在宽禁带半导体光电探测领域取得重要进展。
2月27日，从兰州大学获悉，该校物理科学与技术学院联合中科大组成的研究团队在宽禁带半导体光电探测领域取得重要进展，成功开发出一种同时具备超快、超灵敏响应的氧化镓（Ga₂O₃）日盲光电探测器，有效破解了长期困扰该领域的响应度和速度两难的困境（Responsivity&Speed dilemma，即RS困境）。相关成果发表在《先进材料》上。
日盲光电探测器在火焰预警、安全通信、快速目标成像和环境监测等关键领域发挥着重要作用。Ga₂O₃作为一种超宽禁带材料，因其优异的耐高温、抗辐照特性，被视为下一代高性能日盲光电探测器的理想候选材料。然而，Ga₂O₃光电探测器普遍面临着“RS困境”。“在传统工艺下，其器件的响应度与速度难以同步提升，如何突破这一难题成为技术攻关的关键。”团队主要成员、兰州大学物理科学与技术学院青年研究员张泽民说。针对这一难题，研究团队创新性地提出了一种热脉冲（TPT）技术，通过精准、快速调控Ga₂O₃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，有效优化了载流子的生成与传输路径，表面富氧空位层提升载流子生成，底层致密区加速传输。基于该技术，研究团队成功制备了高性能Ga₂O₃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表现出色。此外，团队基于该光探测器，开发出一种便携式日盲紫外探测设备，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。“未来，该研究成果有望推动高性能紫外光探测技术在深空探测、高精度火焰监测、先进光通信系统等领域的应用，为新一代高效光电探测技术的发展奠定坚实基础。”张泽民表示。
来源：科技日报
End编辑丨赵方婷
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