近日，湖北大学微电子学院王浩、韩伟、沈谅平、万厚钊团队在日盲紫外光电探测器研究领域取得新进展，相关成果以“Enhanced linear dynamic range and response speed in interdigital-electrode solar-blind photodetector by contact engineering”为题，发表于国际权威期刊《Applied Physics Reviews》。

该成果被选为亮点论文在官网首页展示，并被美国物理联合会《科学之光》栏目专题采访报道，题目为“接触工程提速日盲探测器”。该研究为解决日盲紫外探测器性能的关键瓶颈问题提供新思路，为高性能日盲紫外探测器的开发和应用奠定基础。湖北大学为第一单位及第一通讯单位，微电子学院研究生桑康任和危家昀为论文第一作者，王浩教授和韩伟副教授共同担任通讯作者。

图1.探测器结构、能带图以及透射电镜表征

由于日盲紫外光(200~280nm)会被地球的臭氧层强烈吸收，所以在近地表没有日盲紫外成分，因此工作在该波段的光电探测器称为日盲紫外光电探测器。日盲紫外光电探测器因其“太阳光零干扰”特性，可精准探测火焰、电晕放电等微弱信号，在电力安全监测、火灾预警、环境监测、深紫外成像与通信等领域应用潜力巨大。作为一种超宽带隙半导体，氧化镓是一种极具潜力的日盲紫外探测材料。然而，氧化镓光电探测器的缓慢响应速度和较窄线性动态范围，阻碍了它们的商业应用。

为解决这些问题，该团队创新采用高功函数金属钯（Pd）叉指电极，结合蓝宝石衬底外延生长的Ga₂O₃薄膜设计构筑了一种新型日盲紫外光电探测器。原子级透射电子显微镜数据表明，Pd-Ga₂O₃界面干净且平滑，由Ga₂O₃单晶和局部Pd单晶组成，有利于削弱费米能级钉扎效应（图1）。低损伤和低缺陷的接触界面提供了出色的光电响应时间（上升时间为2.4毫秒，下降时间为2.6毫秒）以及140分贝的超大线性动态范围（图2）。在2英寸的Ga₂O₃薄膜晶圆上制作了12×12阵列器件，其中所有64个（8×8）器件在测试中均保持了稳定的性能和高可靠性（图3）。基于该高性能日盲光电探测器，团队先后开发了智能火灾预警、紫外成像和保密通信等应用验证系统。

图2.探测器噪音电流、I-V曲线以及线性动态范围。

图3.基于2英寸氧化镓薄膜晶圆的8×8阵列器件及其主要性能柱状图。

该工作得到湖北省技术攻关重大项目和国家自然科学基金资助，彰显学校在先进半导体与光电芯片研究领域的影响力，标志着在解决日盲紫外光电探测器卡脖子问题方面迈出重要一步。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0269272

专访报道链接：https://doi.org/10.1063/10.0036879

（审稿：游龙）