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2012年

基于GaN纳米线及传统pn结的高性能紫外探测器

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2012年09月11日    浏览:

纳米材料由于其小尺度而具有远大于体材料的光电导增益,因而在光电导型光电探测器方面有较大的应用前景。与传统pn结类型的器件比较,该类探测器往往具有更高的响应度。但是由于在该类光电导型的探测器中缺少传统pn结类器件中的内建电场,其响应和恢复时间往往会很大而造成明显不利于器件的实际应用。 另外该类光电导型的探测器总是需要在外加电压下工作,这一点也弱于传统的pn结类器件(可在零偏压下工作)。
武汉光电国家实验室高义华教授领导的研究组从功能纳米材料出发,借鉴传统的pn结类器件结构,结合两个方面的优势设计了一种具有更高性能的紫外光探测器件,并对其工作机制进行了解释。该方法具体如下:使用化学气相沉积(CVD)的方法,在GaN的pn薄膜上生长出高质量的GaN纳米线,最后利用电子束蒸发在上面沉积Ag电极。测试结果表明,这种结构的紫外探测器件对弱紫外光响应敏感并迅速,重复性和稳定性也非常优异。关键的是,这种器件可以如传统pn结类型的器件一样在零偏压下工作,为紫外光电探测器的设计和向实用化方面的拓展提供一种很好的思路,也为结合利用纳米材料和传统体材料的优势给出了一种可借鉴的实验方法。
该项研究成果发表在Optics Express (vol. 20, Issue 18, pp. 20748-20753, 2012)上。相关研究得到了国家自然科学基金(11074082),973计划(No.2011CB933300)和“ 111 计划”(B07038)的资助。

图1 (a)器件结构示意图,(b)器件在UV光照和无光照状态下的电流电压曲线,(c)和(d)器件的响应时间曲线。

图2 生长有GaN纳米线及无纳米线两种器件的能带示意图

(责任编辑:陈智敏)