【器件论文】设计用于高温运行的先进 WS₂/a-Ga₂O₃ 光探测器

        由东北大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Devise of Advanced WS₂/a-Ga₂O₃ Photodetector towards High-temperature Operation（设计用于高温运行的先进 WS₂/a-Ga₂O₃ 光探测器）的文章。

摘要

        高温光电探测器由于在超大规模集成电路（VLSI）、工业制造和航空航天探索中的潜在应用而近年来引起了极大的关注。然而，当前的高温光电探测器通常面临一些挑战，例如器件结构复杂，光响应度低以及稳定性差。本研究首次采用厘米级超薄非晶态氧化镓（a-Ga₂O₃）薄膜作为隔热层来提高多层 WS₂ 光电探测器的高温性能。在高耐热性 a-Ga₂O₃ 层的帮助下，WS₂ 光电探测器在 155 °C 的条件下实现了 73.8 AW⁻¹ 的高光响应度，超过了大多数其他基于 2D 纳米材料的光电探测器。更有趣的是，响应时间缩短至 22.9 ms，比探测率高达 6.64 × 10¹⁰ Jones，这些值远远优于 125 °C 条件下的 WS₂ /SiO₂ 器件（39 ms，2.87 × 10⁷ Jones）。WS₂/a-Ga₂O₃ 纳米器件成功解决了光电探测器在高温下的器件稳定性和器件性能之间的权衡，这可以归因于 a-Ga₂O₃ 薄膜的使用，该薄膜可以同时增强光生载流子的分离效率并抑制高温衬底的热扩散。此研究可能为促进基于二维材料的光电探测器的高温应用提供一种有效的策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D5TC01338K