紫外 （UV） 光檢測(cè)可以徹底改變土木工程、軍事國(guó)防、航空航天探索和醫(yī)學(xué)研究等行業(yè)。電子產(chǎn)品的未來(lái)在很大程度上依賴(lài)于可以獨(dú)立運(yùn)行的節(jié)能設(shè)備，這使得光電紫外探測(cè)器的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。這些探測(cè)器有兩種主要類(lèi)型：光電導(dǎo)和光伏，每種都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。

光電導(dǎo)探測(cè)器依賴(lài)于半導(dǎo)體在紫外光下電導(dǎo)率的變化，但它們需要外部電源，這限制了它們的實(shí)際應(yīng)用。理想情況下，光伏探測(cè)器無(wú)需外部電源即可將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，但它們的光響應(yīng)度也較低，因此仍然需要外部電源。此外，傳統(tǒng)的固態(tài)紫外檢測(cè)器制造復(fù)雜，不是很方便或成本效益。

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出新的光電化學(xué)紫外光電探測(cè)器（PEC UV PD）裝置，通過(guò)使用暴露于紫外線時(shí)產(chǎn)生電信號(hào)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)檢測(cè)紫外光。但大多數(shù)只能檢測(cè)到一種紫外線。

據(jù)Advanced Photonics Nexus報(bào)道，南京郵電大學(xué)（NJUPT）和南京大學(xué)的研究人員最近設(shè)計(jì)了一種PEC UV PD，可以使用由不同層組成的特殊類(lèi)型的納米結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)兩種類(lèi)型的紫外線。這種設(shè)計(jì)使探測(cè)器對(duì)環(huán)境的變化敏感，研究人員能夠通過(guò)改變其表面來(lái)進(jìn)一步提高探測(cè)器的性能。這種新設(shè)計(jì)為開(kāi)發(fā)多功能光電器件提供了一種有前途的策略。

不同波長(zhǎng)下p-AlGaN/n-GaN基PEC UV PD的工作原理圖

研究小組使用層狀氮化鋁鎵（p-AlGaN / GaN）納米結(jié)構(gòu)作為三電極系統(tǒng)中的電極來(lái)研究它如何檢測(cè)光。他們發(fā)現(xiàn)，微小的半導(dǎo)體GaN納米線對(duì)于控制電流的流動(dòng)和反轉(zhuǎn)光電流的方向以響應(yīng)不同類(lèi)型的光至關(guān)重要。他們發(fā)現(xiàn)納米線在365-nm光下充當(dāng)光吸收劑，同時(shí)在暴露于255-nm光時(shí)充當(dāng)電子供體，這有助于調(diào)節(jié)不同波長(zhǎng)的光響應(yīng)性。

PEC UV PD設(shè)計(jì)通過(guò)使用分層AlGaN / GaN納米線而不是裸AlGaN納米線來(lái)區(qū)分不同的光波長(zhǎng)，從而在兩個(gè)不同的點(diǎn)實(shí)現(xiàn)光電流極性反轉(zhuǎn)。這使得它對(duì)周?chē)�環(huán)境的變化高度敏感，允許通過(guò)光強(qiáng)度和外部偏置輕松調(diào)節(jié)光響應(yīng)。此外，通過(guò)使用PEC PD在表面改性中加入鉑，研究人員能夠增強(qiáng)光響應(yīng)，并在20nm光下實(shí)現(xiàn)255 ms的超快響應(yīng)速度。

根據(jù)電子科學(xué)與工程教授，該工作的通訊作者之一Dunjun Chen的說(shuō)法，“我們專(zhuān)注于GaN部分在該系統(tǒng)中的重要性，并展示了它如何影響系統(tǒng)傳輸能量的方式。Chen補(bǔ)充說(shuō)：“這種自供電PEC光探測(cè)系統(tǒng)提供了一種了解AlGaN / GaN納米線PEC系統(tǒng)中傳輸機(jī)制的新方法，這可能導(dǎo)致未來(lái)更先進(jìn)的光電器件的發(fā)展。

這一突破突出了操縱納米線結(jié)構(gòu)和表面動(dòng)力學(xué)以提高PEC PD多功能性能的潛力，并可能為可用于各種應(yīng)用的更高效和更有效的設(shè)備鋪平道路。

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