【器件论文】通过局部表面等离子体共振实现 Ru 纳米晶粒增强型 Ga₂O₃ 日盲光电探测器

        由北京邮电大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Nano Materials 发布了一篇名为 Ru Nanograting-Enhanced Ga₂O₃ Solar-Blind Photodetectors via Localized Surface Plasmon Resonance（通过局部表面等离子体共振实现 Ru 纳米晶粒增强型 Ga₂O₃ 日盲光电探测器）的文章。

摘要

        等离子体纳米阵列结构因其出色的有效捕光能力，为高性能光电探测器提供了巨大潜力。在这项工作中，研究团队首次系统地设计、精确地制造和表征了带有 Ru 纳米光栅的 Ga₂O₃ 日盲光电探测器。Ru 纳米光栅通过局部表面等离子体共振显著地集中了光场，降低了透射率，增强了光与物质的相互作用，最终提高了吸光度。将 Ru 纳米光栅集成到 Ga₂O₃ 薄膜中会导致响应峰值发生蓝移，从 Ga₂O₃ 薄膜中的 245 纳米下降到 215 纳米。同时，峰值电流从 4.9 × 10^-11 A 显著上升到 1.3 × 10^-9 A，峰值响应度和比探测率分别提高了 4.9 × 10² 倍和 6.8 × 10² 倍。这种改性还加快了响应速度，τ_r 和 τ_d 分别为 0.96/0.14 秒，明显短于 Ga₂O₃ 薄膜的 1.57/0.47 秒。通过模拟和实验数据，全面解释了加强吸光和光物质相互作用的内在机制。这项研究为未来基于 Ga₂O₃ 的高性能光电探测器奠定了理论和实验基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsanm.4c06687