具有光子与能带工程特性的各向异性Ga2O3纳米光栅，可实现高灵敏度的太阳光遮蔽型光电探测器

《Advanced Optical Materials》：Anisotropic Ga2O3 Nanograting with Photonic and Band Engineering Enables High-Sensitivity Solar-Blind Photodetectors

Ga2O3基太阳盲紫外探测器通过纳米沟槽光子结构优化，有效抑制暗电流（1.8×10?14 A），提升响应度至174.8 A/W，探测度达1.7×1014 Jones，极化比570%，显著优于平面器件。

　　

摘要

基于Ga2O3的太阳盲紫外光探测器具有天然的太阳盲吸收特性和辐射耐受性，但受到表面漏电流、光子-载流子耦合效率低以及偏振灵敏度弱的限制。本文引入了一种纳米光栅光子结构，通过光子工程和能带工程来调节载流子动力学。该设计增强了光子-载流子耦合，并调整了界面能带结构，从而提高了光电导增益并抑制了暗电流。纳米光栅结构通过提升界面导带能级有效降低了暗电流，同时通过减少反射率和透射率增强了光吸收。其固有的各向异性使得无需外部光学元件或相位调节方法即可实现偏振区分。优化后的器件实现了超低的暗电流（1.8 × 10^?14 A）、174.8 A W^?1的响应度、1.7 × 10¹⁴ Jones的特定检测率（相比传统器件提高了1209.3%），以及570%的高偏振比，显著优于平面Ga2O3太阳盲光探测器（SBPDs）。这项工作展示了一种通过光子-电子集成实现高灵敏度、低噪声且具有优异偏振响应的太阳盲光探测器的新型策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。