【器件论文】利用等离子体铂对 CuO/Ga₂O₃ 进行界面修饰以实现高性能自供电日盲紫外光检测器

        近期，由浙江大学的研究团队在学术期刊Surfaces and Interfaces发布了一篇名为Interfacial modification of CuO/Ga₂O₃ by plasmonic Pt for high performance self-powered solar-blind UV photodetector（利用等离子体铂对 CuO/Ga₂O₃ 进行界面修饰以实现高性能自供电日盲紫外光检测器）的文章。

摘要

        日盲光电探测器（PD）的应用范围广泛，包括空间通信、臭氧监测等。本研究采用脉冲激光沉积（PLD）和离子溅射开发了一种基于 CuO/Ga₂O₃，具有 Pt 纳米粒子（NPs）界面的新型自供电深紫外（UV）光电探测器。Pt NPs 界面将器件设计从异质结转换为肖特基结。该器件具有 83.2 fA 的低暗电流，并表现出 1.72 × 10⁴的高光暗比 (I_photo/I_dark)、9.98 × 10¹¹ Jones 的比探测率（D*）和 56 ms 的快速衰减时间，在 196.5 μW/cm² 的 254 nm 紫外光下无需任何电源。CuO/Pt/Ga₂O₃ 肖特基结的器件在有偏和无偏设置下的检测能力方面都优于 CuO/Ga₂O₃ 异质结基器件。这可以通过 Ga₂O₃ 和 CuO 薄膜的肖特基势垒形成机制以及等离子体共振效应（PR 效应）如何平衡 Ga₂O₃ 侧的势垒来解释。此外，Pt NPs 作为势阱，提供了一个额外的复合通道，在光关闭时加速了衰减过程。我们的研究结果为 Ga₂O₃ 基日盲紫外光电探测器在未来的更多光电应用铺平了道路。

通过在 CuO/Ga₂O₃ 异质结中引入铂纳米粒子作为界面调制器，开发了一种基于 CuO/Pt/Ga₂O₃ 肖特基结的高性能日盲光电探测器。利用肖特基结和铂纳米粒子引起的等离子体共振效应，可分别最小化器件的暗电流和增强其光电流。此外，铂纳米粒子还起到了电位井的作用，提供了一个额外的重组通道，在光线关闭时加速了衰减过程。本研究强调了金属界面在调节能带和提高基于  Ga₂O₃ 的异质结自供电器件响应性能方面的应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2024.105181