JPhysD编辑优选：一种非晶态Ga2O3薄膜基高稳定柔性日盲探测器
近日，北京邮电大学理学院唐为华教授和吴真平副教授带领的研究团队通过磁控溅射沉积法在柔性衬底上大面积生长非晶氧化镓薄膜，并对此薄膜的生长机理和表面结构进行了深入的研究，并基于其优异的光电性能制备了稳定的柔性日盲光电探测器。
文章介绍
Shuya Xiao （肖舒雅）; Yin Deng （邓寅）; Zhiyang Chen （陈之阳）; Yuehui Wang （王月晖）; Jie Yu （余杰）; Weihua Tang （唐为华）and Zhenping Wu （吴真平）
通讯作者：
- 吴真平 北京邮电大学
该研究工作采用磁控溅射的方法在PEN柔性衬底上沉积了非晶氧化镓薄膜，该薄膜是在室温条件下制备的，具有简单的制备方法和低廉的制备成本。薄膜的AFM和SEM测试发现，非晶氧化镓薄膜表面平整并致密的覆盖在PEN衬底上，表面粗糙度约为1.4 nm。同时对薄膜材料的成分进行了表征，根据XPS测试得出薄膜中Ga/O比值接近1.5。通过在非晶薄膜上制备Au/Ti叉指电极，并测试其日盲光电探测性能。制备的探测器在日盲波段表现出明显的光电响应，最高的光暗比、响应度、探测灵敏度（分别为10^5，3.7 mA/W，1.14×10^12 Jones），同时非晶氧化镓薄膜具有很好的机械柔韧特性，该柔性光电探测器在弯曲中能保持稳定的光电探测性能，其光电流和开关比等在弯曲过程中几乎保持不变。本研究为开发高性能柔性日盲探测器提供了新思路。
图1. 日盲光电探测器在非弯曲状态下的光电性能。
得益于臭氧层的吸收，波长小于280 nm的光子无法到达地球表面，这使得日盲紫外探测器可以不受太阳辐照的影响，能感知信号极弱的深紫外信号，在包括保密通信、生物传感、紫外成像和环境监测等诸多科学研究与国防领域都有十分重要的应用。近年来，随着对便携化可穿戴设备的需求，柔性日盲光电探测器的设计与制备受到了研究人员的广泛关注。氧化镓基材料在日盲光电器件中的应用已经有不少报道，但是，之前报道的此类器件大多基于高温结晶相的氧化镓材料。与结晶相材料相比，非晶氧化镓材料具有可弯曲、制备简单等一系列优点。因此，非晶氧化镓材料有望在未来柔性日盲光电探测器中得到广泛应用。
作者介绍
吴真平副教授担任北京邮电大学理学院副教授，博士生导师。目前研究方向为信息功能材料与器件，包括宽禁带半导体氧化镓薄膜的外延生长，晶相控制和物性研究，并探索其在探测传感、信息技术、功率器件等领域的应用。