近日，北京邮电大学理学院吴真平教授研究组联合南开大学、香港理工大学有关研究组创新性地引入晶格和能带工程调控，成功研发了单极势垒型氧化镓（Ga₂O₃）基日盲雪崩探测器，器件性能突破现有日盲紫外探测器的探测极限，达到目前商业应用的光电倍增管水平，为发展高性能日盲雪崩探测器提供了新的设计思路。2023年1月26日，相关成果以“Enhanced Gain and Detectivity of Unipolar Barrier Solar Blind Avalanche Photodetector via Lattice and Band Engineering”为题，发表于国际学术期刊《Nature Communications》。
北京邮电大学理学院博士研究生张清怡为该文第一作者，吴真平教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、信息光子学与光通信国家重点实验室基金、天津市自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金以及香港研究资助局等项目资助。
研究背景
一直以来，高灵敏日盲紫外探测多采用真空紫外光电倍增管，但是这种传感器有着体积大、工作电压高等缺点。近年来，得益于宽禁带半导体物理基础研究和材料制备工艺的进展和突破，为新型半导体紫外探测器件开发带来了新的希望。
氧化镓（Ga₂O₃）是近年来备受关注的超宽禁带半导体材料，其禁带宽度（~ 4.9 eV）与日盲波段匹配，是公认的制备日盲探测器最有竞争力的材料，在臭氧空洞检测、紫外通讯等领域具有十分重要的潜在应用。中科院&科睿唯安《2021研究前沿热度指数》将“基于Ga₂O₃的日盲紫外光电探测器”列为物理学十大前沿研究热点之一。如何进一步提高器件性能成为日盲探测领域重要问题。
研究内容与结果
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