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纳米等离子体增强的高性能亚稳相α-Ga2O3日盲光电探测器

DOI：10.1021/acsami.9b13863 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 本研究在蓝宝石衬底上制备了具有叉指结构的纳米等离激元增强型α-Ga?O?日盲紫外光电探测器。通过在器件表面引入铝纳米颗粒（NPs），使探测器在日盲波段的响应度显著提升——当外加电压为5V时，位于244nm的响应峰达到3.36 A/W。相较于320nm处的响应度，其响应比超过240，展现出优异的日盲截止特性。实验还表明，增强型器件在254nm紫外光照射下光电流大幅增加，而20V偏压下的暗电流仍低于1 pA。为阐明铝纳米颗粒在紫外光照下的增强机制，采用开尔文探针力显微镜直接揭示了促进α-Ga?O?表面局域电场形成的表面等离激元振荡物理机制。此外，通过实验测量与理论计算阐明了叉指间距对器件性能的影响规律。这些成果不仅为铝纳米等离激元增强α-Ga?O?器件提供了直接证据，更有助于日盲紫外探测器的优化设计与制备。
作者： Guang Qiao，Qing Cai，Tongchuan Ma，Jin Wang，Xuanhu Chen，Yang Xu，Zhenguang Shao，Jiandong Ye，Dunjun Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究铝纳米颗粒对α-Ga2O3日盲光电探测器性能的增强效应。

研究成果

该研究成功证明，铝纳米等离子体增强技术能显著提升α-氧化镓日盲光电探测器的响应度。研究阐明了紫外光照射下表面等离子体共振产生局域场增强的物理机制，并为这种增强效应提供了直接证据。该发现有助于日盲光电探测器的设计与制备。

研究不足

该研究聚焦于铝纳米颗粒对α-氧化镓光电探测器性能的增强效应，但未涉及这些器件在实际应用中的长期稳定性和可扩展性问题。

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