基于CuNiO2/SiC异质结的超灵敏超快自供能紫外光电探测器阵列实现日盲与弱光成像突破

《Advanced Materials》：Ultrasensitive and Ultrafast Self-Powered Ultraviolet Photodetector Array for Solar-Blind and Weak-Light Imaging

本研究针对宽禁带半导体异质结自供能紫外光电探测器在超灵敏与超快弱光探测方面的技术瓶颈，开发了基于CuNiO2/SiC p-n异质结的8×8探测器阵列。该器件在日盲与弱光条件下实现4.6 nW·mm?2的探测极限、45 ns响应速度、104.2 mA·W?1响应度及3.4×1012 Jones探测率，其高性能源于异质结界面质量、内建电场、福勒-诺德海姆隧穿传输等机制，为弱光成像应用提供新方案。

　　

基于宽禁带半导体（WBGSs）及其异质结的自供能紫外（UV）光电探测器（PDs），在超灵敏与超快弱光探测领域面临重大挑战。本研究成功研制出基于CuNiO₂/SiC p-n异质结的8×8紫外光电探测器阵列，该器件在日盲与弱光环境下均表现出卓越性能：弱光探测极限达4.6 nW·mm^?2，响应速度高达45纳秒，响应度为104.2 mA·W^?1，探测率达3.4×10¹² Jones，其性能超越基于SiC和Ga₂O₃的宽禁带半导体异质结探测器。这种优异性能源于异质结的高界面质量、强内建电场、电荷福勒-诺德海姆隧穿（FNT）传输机制以及增强的光吸收特性。此外，该探测器还具有低于10^?22 A²·Hz^?1的低噪声功率密度和5 kHz高截止频率，使其在太阳光照下仍能保持高对比度的实时反射成像能力。