中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
近日，廈門大學張榮院士團隊在紫外光電探測器領域取得重要進展，相關成果以“Perovskite/GaN-Based Light-Modulated Bipolar Junction Transistor for High Comprehensive Performance Visible-Blind Ultraviolet Photodetection”為題，發(fā)表于《ACS Photonics》，并被選為期刊內(nèi)封面文章。
研究背景
紫外光電探測器在民用領域應用廣泛，例如火情預警、電暈監(jiān)測、臭氧層監(jiān)測等。理想的紫外光電探測器被期望具有高響應度、高比探測率、快響應速度、高線性動態(tài)范圍以及高光譜選擇性。目前的紫外光電探測器通常采用典型的光電導結(jié)構(gòu)或光電二極管結(jié)構(gòu)，然而這兩種器件的性能被各自的器件結(jié)構(gòu)所限制，無法滿足對理想的紫外光電探測器的需求。因此，實現(xiàn)最優(yōu)的增益帶寬平衡，獲得高綜合性能的光電探測器件一直是該領域的研究難點。
研究內(nèi)容
為了解決這個問題，該團隊設計了一種新型的紫外光電探測器結(jié)構(gòu)——鈣鈦礦/氮化鎵基光調(diào)制雙極結(jié)型晶體管。該光調(diào)制雙極結(jié)型晶體管同時兼顧了光電導和光電二極管的結(jié)構(gòu)特點和探測特性，顯著提升了增益帶寬積，其優(yōu)異的綜合性能（響應度：0.43 A/W，比探測率：4.11×1012 Jones，上升/下降時間：70.50/71.83
μs，破紀錄的線性動態(tài)范圍：159
dB）已超過報道的同類紫外光電探測器和商業(yè)化產(chǎn)品。另外，這種光調(diào)制雙極結(jié)型晶體管可以和氮化鎵發(fā)光二極管實現(xiàn)工藝相容的低成本異構(gòu)集成，在全雙工室內(nèi)光通信應用上具有廣泛前景。該工作突出了能帶設計在器件制造中的重要意義，不僅為優(yōu)化光電探測綜合性能提供了一種新型器件結(jié)構(gòu)，而且為鈣鈦礦與其他半導體材料異質(zhì)集成構(gòu)筑新型光電器件的研究和應用開啟了新領域。
研究相關
電子科學與技術學院的陳孟瑜助理教授、李澄副教授以及物理科學與技術學院的黃凱教授、張榮院士為該論文的共同通訊作者，電子科學與技術學院博士生江思潔為第一作者。這項工作得到了國家重點研發(fā)計劃
(2021YFB3600101)、國家自然科學基金
(62005230，61974126，51902273，62174141)、福建省自然科學基金
(2021J06009)、中央高校基本科研業(yè)務費專項資金(20720210088)的資助。
