近日，我院先进光电材料与器件物理课题组在日盲紫外光电探测和成像方面取得重要进展，相关结果以“Highly-sensitive full solar-blind ultraviolet spectrum detection and imaging based on PdSe₂/Ga₂O₃vdW heterojunction”为题发表在国际知名物理类期刊《Optics Letters》上。我院硕士研究生曹晓琳为第一作者，我院吴翟教授和苏州大学的胡鑫教授为通讯作者，郑州大学物理学院为第一单位。

日盲紫外光电探测器相比于其它紫外光电探测器具有抗干扰性高，背景噪声低等优点。对于日盲波段的探测在军事监视、导弹追踪、电网安全检测以及医学应用等领域有着广泛且迫切的需求。近年来，基于宽带隙半导体材料（AlGaN、金刚石、Ga₂O₃和ZnMgO）的日盲紫外光电探测器已被广泛研究。但在这些材料中AlGaN中Al的引入会严重影响合金质量。金刚石制备工艺复杂且成本较高。ZnMgO极易存在相偏析、样品缺陷多等问题难以实现高质量合成。而Ga₂O₃具有4.9-5.2 eV的禁带宽度，其光吸收谱对应于日盲波段。此外还具有高临界电场、优异的辐射硬度等优势，是构建日盲紫外光电探测器的理想材料。同时，二维PdSe₂薄膜作为过渡金属硫化物（TMDs）中的一员，可以无需考虑晶格匹配度的问题，通过范德华力与Ga₂O₃薄膜结合构建异质结光电探测器，有望实现高灵敏度的日盲紫外光电探测和成像。

图1. PdSe₂/Ga₂O₃范德华异质结日盲紫外探测器

相关研究人员报道了在合成的Sn掺杂Ga₂O₃薄膜上，通过直接沉积二维PdSe₂薄膜来构建PdSe₂/Ga₂O₃范德华异质结光电探测器，其具有高灵敏日盲紫外光谱探测能力。该探测器展现出自驱动工作特性，在零偏压下响应度和比探测率高达123.5 mA/W和1.63×10¹³Jones，同时具有0.15/2.3 ms的快响应速度。此外，基于PdSe₂/Ga₂O₃异质结集成阵列器件展现出优异的日盲紫外成像能力。该研究为实现高灵敏日盲紫外探测和成像提供了一条可行的策略。

该工作得到了国家自然科学基金和河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.532885