理学院应用物理系本科生在柔性紫外探测器方面取得研究进展

发布时间:2021-06-07浏览次数:217作者:姜明明来源:理学院供图:理学院责任编辑:赵毅、何雨雯审核:刘友文

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近年来,高性能柔性紫外光电探测器在新型光电探测中发挥着重要的作用,逐渐成为多种先进设备的关键元器件。目前,一维微纳米结构的宽禁带半导体已经成为微型紫外探测器的重要材料。ZnO微纳米结构因其宽的带隙(~3.37eV),大激子结合能(60 meV)和量子限制效应而成为制造紫外光电探测器的优选材料。但由于ZnO的p型掺杂较难,且表面缺陷较多,导致ZnO很难用于构筑探测器。现报道的ZnO基的光电探测器大多是通过在ZnO纳米阵列表面涂覆聚合物而构筑的。其制作工艺繁琐,且相对固定的结构导致灵活性低、柔韧性差,这大大阻碍了便携、可折叠、可穿戴的紫外探测器发展。近期,应用物理系本科生张凌峰同学在该研究方向取得新成果,并以第一作者发表学术论文。



本研究工作依托阚彩侠教授课题组(光电功能材料、器件与物理课题组)平台,在实验上采用化学气相输运沉积实验方法合成了高结晶质量的ZnO微米线,并结合聚苯胺材料构筑了有机/无机杂化异质结柔性紫外光电探测器。由于合成的ZnO具有高结晶质量,空间电荷区内载流子的有效分离以及表面氧缺陷的钝化,器件在-1 V反向偏压下表现出高性能(响应率~60 mA/W, 比探测率∼ 2.0 ×1011 Jones)。该柔性紫外光电探测器响应/恢复时间短(~0.44 s/0.42 s),这种紫外光电探测器在弯曲的条件下表现出很高的稳定性和重复性。实验结果为设计结构简单、低成本、高性能的功能型柔性紫外探测器提供一种可行方案,在导弹预警、火灾监控、通信通讯、医疗保健等领域有着广阔的应用前景。


该工作近日以“Flexible ultraviolet photodetector based on single ZnO microwire/polyanilineheterojunctions”为题发表在国际期刊Optics Express上,影响因子3.669 (中科院,物理学科,二区)。


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https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-12-19202&id=451675