近年來,高性能柔性紫外光電探測器在新型光電探測中發揮着重要的作用,逐漸成為多種先進設備的關鍵元器件。目前,一維微納米結構的寬禁帶半導體已經成為微型紫外探測器的重要材料。ZnO微納米結構因其寬的帶隙(~3.37eV),大激子結合能(60 meV)和量子限制效應而成為制造紫外光電探測器的優選材料。但由于ZnO的p型摻雜較難,且表面缺陷較多,導緻ZnO很難用于構築探測器。現報道的ZnO基的光電探測器大多是通過在ZnO納米陣列表面塗覆聚合物而構築的。其制作工藝繁瑣,且相對固定的結構導緻靈活性低、柔韌性差,這大大阻礙了便攜、可折疊、可穿戴的紫外探測器發展。近期,應用物理系本科生張淩峰同學在該研究方向取得新成果,并以第一作者發表學術論文。
本研究工作依托阚彩俠教授課題組(光電功能材料、器件與物理課題組)平台,在實驗上采用化學氣相輸運沉積實驗方法合成了高結晶質量的ZnO微米線,并結合聚苯胺材料構築了有機/無機雜化異質結柔性紫外光電探測器。由于合成的ZnO具有高結晶質量,空間電荷區内載流子的有效分離以及表面氧缺陷的鈍化,器件在-1 V反向偏壓下表現出高性能(響應率~60 mA/W, 比探測率∼2.0 ×1011 Jones)。該柔性紫外光電探測器響應/恢複時間短(~0.44 s/0.42 s),這種紫外光電探測器在彎曲的條件下表現出很高的穩定性和重複性。實驗結果為設計結構簡單、低成本、高性能的功能型柔性紫外探測器提供一種可行方案,在導彈預警、火災監控、通信通訊、醫療保健等領域有着廣闊的應用前景。
該工作近日以“Flexible ultraviolet photodetector based on single ZnO microwire/polyaniline heterojunctions”為題發表在國際期刊Optics Express上,影響因子3.669 (中科院,物理學科,二區)。該文章姜明明教授為通訊作者,應用物理系本科生張淩峰(學号:081830112)為本文的第一作者。
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