紫外光探測器靈敏度提升 “偵察”能力進一步加強

        紫外探測器在空間天文望遠鏡、軍事導彈預警、非視距保密光通信、海上破霧引航、高壓電暈監測、野外火災遙感及生化檢測等方面具有廣泛的應用前景。近日，中科院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員李廣海課題組在高性能紫外光探測薄膜器件研究方面取得進展。
 
　　在實際應用時，由于自然環境的不確定性，待測目標的紫外光強度通常不高，環境中存在著大量對紫外光具有強吸收和散射能力的氣體分子或塵埃，導致到達探測器可檢測的紫外光信號非常弱。因此，提高紫外探測器對弱光的探測能力至關重要。
 
　　然而，對于大部分半導體光導探測器而言，響應度高的器件常伴隨著較高的暗電流；提高材料質量，減少缺陷，可降低器件暗電流，但響應度隨之減小。因此，器件探測率難以提升，限制了光導探測器在弱紫外光檢測方面的應用。
 
　　針對上述問題，課題組的副研究員潘書生等在前期透明高阻薄膜的研究基礎上，提出以中間帶半導體為核心材料構筑紫外探測器的新方法。該探測器采用磁控反應濺射技術，并通過優化實驗設計和參數，構筑出了基于中間帶半導體薄膜的光導型紫外探測器件。
 
　　探測器中間帶具有高態密度，能夠有效俘陷本征缺陷在導帶上產生的電子，從而降低器件暗電流；同時中間帶上儲存的載流子能補充到價帶上，并被光激發至導帶貢獻光電流，因此中間帶半導體材料紫外探測器能夠實現在降低暗電流的同時，保持器件較高的響應度。性能測試結果顯示，光導探測器可檢測極其微弱的紫外光(等效每秒300紫外光子)，對較強的紫外光也可探測。
 
　　該研究工作得到國家自然科學基金與合肥研究院固體所所長基金的支持，并申請國家發明專利2件。
 
　　編輯點評
 
　　傳統探測器可檢測的紫外光信號非常弱，器件探測率難以提升，限制了光導探測器在弱紫外光檢測方面的應用。新型光導探測器可檢測極其微弱的紫外光，對較強的紫外光也可探測。
 
　（來源：中國科學報）


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