近日，我校物理與電子工程學院寬禁帶半導體材料與器件團隊在日盲紫外光電探測器領域取得進展，相關成果以《Balancing Carrier Dynamics in Oxygen-Vacancy-Tuned Amorphous Ga2O3Thin-Film Self-Powered Photoelectrochemical-type Solar-Blind Photodetector Arrays for Underwater Imaging》為題在線發(fā)表于國際頂級學術期刊《Advanced Science》（中科院1區(qū)，影響因子14.3），物理與電子工程學院研究生丁科為第一作者，李萬俊教授為通訊作者，我校為唯一署名單位。
水下成像技術對于海洋探索與水下偵察至關重要，研發(fā)具備高靈敏度、迅速響應能力和低成本優(yōu)勢的光電探測器（PDs）顯得尤為迫切。在這一背景下，新型光電化學光電探測器（PEC-PDs）憑借其獨特的優(yōu)勢脫穎而出，特別適用于水下環(huán)境，因為它們無需復雜的耐腐蝕封裝和光刻工藝，即可直接置于電解質(zhì)中工作。Ga2O3材料因其卓越的化學穩(wěn)定性、自然形成的日盲光敏范圍，以及避免復雜合金化工藝的需求，而備受矚目。在前期工作中，該團隊研發(fā)的非晶態(tài)Ga2O3基PEC-PDs不僅展現(xiàn)出與晶相Ga2O3探測器相媲美的優(yōu)異性能，更憑借其出色的柔韌性，為光電探測器領域注入了新的活力，預示著非晶態(tài)Ga2O3基PEC-PDs在未來水下探測應用中擁有巨大的潛力和廣闊的應用前景。然而，關于非晶態(tài)Ga2O3基PEC-PDs的研究仍面臨響應度和響應速度不可兼得、瞬態(tài)光電流尖峰的機制等問題。針對這些問題，本研究通過采用低成本氧空位調(diào)控的非晶態(tài)Ga2O3薄膜，實現(xiàn)了非晶態(tài)Ga2O3薄膜光電探測器中響應度和響應速度的同時提升；闡明了自供電PEC-PD中的載流子動力學，揭示了瞬態(tài)光電流尖峰與氧空位缺陷濃度之間的顯著正相關關系。此外，團隊還探索了自供電光電化學型光電探測器陣列在日盲水下成像中的潛在應用。
據(jù)悉，寬禁帶半導體材料與器件團隊今年已在《Advanced Science》、《Small》、《Advanced Optical Materials》、《Applied Physics Letters》（自然指數(shù)期刊）、《Small Methods》、《ACS Applied Materials & Interfaces》等國際高影響力期刊上發(fā)表10余篇SCI論文。在本科生學術能力培養(yǎng)方面，團隊指導本科生發(fā)表SCI學術論文20余篇，獲第十八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽全國三等獎等省部級及以上獎項60余項。
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