新型自供电紫外光电探测器

紫外线 (UV) 光检测可以彻底改变土木工程、军事防御、航天探索和医学研究等行业。电子产品的未来在很大程度上依赖于能够独立运行的节能设备，这使得光电紫外检测器的开发变得至关重要。这些探测器有两种主要类型：光电导和光伏，每种都有独特的优势和应用。

光电导探测器依赖于半导体在紫外光下电导率的变化，但需要外部电源，这限制了它们的实际应用。光伏探测器理想地将光信号转换为电信号，不需要外部电源，但它们的光响应性也很低，因此仍然需要外部电源。此外，传统的固态 UV 检测器制造起来很复杂，而且不是很方便或不划算。新型光电化学紫外光电探测器 (PEC UV PD) 设备已开发出来，通过使用暴露于紫外光时会产生电信号的化学反应来检测紫外光。但大多数只能检测一种紫外线。

正如Advanced Photonics Nexus报道的那样 ，南京邮电大学 (NJUPT) 和南京大学的研究人员最近设计了一种 PEC UV PD，它可以通过使用由不同层制成的特殊类型的纳米结构来检测两种类型的紫外线。这种设计使探测器对环境的变化很敏感，研究人员能够通过修改其表面进一步提高探测器的性能。这种新设计为开发多功能光电器件提供了一种有前途的策略。

研究团队使用层状氮化铝镓 (p-AlGaN/GaN) 纳米结构作为三电极系统中的电极来研究它如何检测光。他们发现微小的半导体 GaN 纳米线对于控制电流的流动和反转光电流的方向以响应不同类型的光至关重要。他们发现纳米线在 365 nm 光下充当光吸收器，同时在暴露于 255 nm 光下时还充当电子供体，这有助于调节不同波长的光响应性。

PEC UV PD 设计能够通过使用分层的 AlGaN/GaN 纳米线而不是裸露的 AlGaN 纳米线来区分不同的光波长，从而在两个不同的点实现光电流极性反转。这使得它对周围环境的变化高度敏感，从而可以通过光强度和外部偏置轻松调节光响应。此外，通过在 PEC PD 的表面改性中加入铂，研究人员能够增强光响应并在 255 nm 光下实现 20 ms 的超快响应速度。

电子科学与工程教授、该工作的通讯作者之一陈敦军表示，“我们关注了 GaN 部分在该系统中的重要性，并展示了它如何影响系统传输能量的方式。” Chen 补充说：“这种自供电 PEC 光电检测系统提供了一种了解 AlGaN/GaN 纳米线 PEC 系统传输机制的新方法，这可能会在未来导致更先进的光电器件的开发。”

这一突破突出了操纵纳米线结构和表面动力学以提高 PEC PD 多功能性能的潜力，并可能为可用于各种应用的更高效和有效的设备铺平道路。