記者27日從蘭州大學(xué)獲悉,該校物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì),在寬禁帶半導(dǎo)體光電探測(cè)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,成功開(kāi)發(fā)出一種同時(shí)具備超快、高靈敏響應(yīng)的氧化鎵日盲光電探測(cè)器,有效破解了長(zhǎng)期困擾該領(lǐng)域的響應(yīng)度和速度兩難的困境(RS困境)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》上。
日盲光電探測(cè)器在火焰預(yù)警、安全通信、快速目標(biāo)成像和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。氧化鎵作為一種超寬禁帶材料,因其優(yōu)異的耐高溫、抗輻照特性,被視為下一代高性能日盲光電探測(cè)器的理想候選材料。
然而,氧化鎵光電探測(cè)器普遍面臨RS困境。針對(duì)這一難題,研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種熱脈沖技術(shù),通過(guò)精準(zhǔn)、快速調(diào)控氧化鎵薄膜中的溫度分布,形成垂直分層的晶體結(jié)構(gòu)和氧空位分布,有效優(yōu)化了載流子的生成與傳輸路徑——表面富氧空位層提升載流子生成,底層致密區(qū)加速傳輸。
基于該技術(shù)制備而成的高性能氧化鎵日盲光電探測(cè)器芯片,在日盲成像、光軌跡跟蹤和日盲功率計(jì)等應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
此外,團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出一種便攜式日盲紫外探測(cè)設(shè)備,在高壓電弧放電檢測(cè)中表現(xiàn)出優(yōu)異的日盲識(shí)別能力,為未來(lái)高靈敏深紫外探測(cè)應(yīng)用提供了新的技術(shù)支撐。
“該研究成果有望推動(dòng)高性能紫外光探測(cè)技術(shù)在深空探測(cè)、高精度火焰監(jiān)測(cè)、先進(jìn)光通信系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用,為新一代高效光電探測(cè)技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)?!碧m州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院青年研究員張澤民說(shuō)。(記者頡滿斌 通訊員余若怡)
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