中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
由于背景噪聲干擾小、通信準確率高的特點(diǎn)，紫外光子探測技術(shù)具有虛警率低、不需低溫冷卻、不掃描、告警器重量輕等優(yōu)點(diǎn)，紫外探測技術(shù)研究在紫外制導、導彈識別跟蹤、艦載通訊等國防領(lǐng)域具有重大戰略意義，這項技術(shù)在電網(wǎng)安全監測、醫學(xué)成像、海上搜救、環(huán)境與生化檢測等民生領(lǐng)域也有重要應用價(jià)值。近年來(lái)，基于固態(tài)壓電半導體材料的紫外光子探測技術(shù)因其小體積、長(cháng)壽命、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代了真空光電管紫外探測技術(shù)。因此，基于壓電半導體材料的紫外探測技術(shù)研究成為了當前的熱點(diǎn)話(huà)題。目前，國內外對紫外光子探測技術(shù)的研究也逐步深入，如何進(jìn)一步提高紫外光子探測器的靈敏度及響應速度是科研人員關(guān)注的焦點(diǎn)之一?！ ?br/>
中國科學(xué)院蘇州生物醫學(xué)工程技術(shù)研究所周連群團隊博士郭振等發(fā)表了關(guān)于壓電材料與紫外光子探測器方面的論文，研究從多個(gè)關(guān)鍵因素考慮設計了基于壓電材料的紫外光子探測器，并從機理方面詳細分析了所取得的研究結果（圖1）。論文設計了一種基于ZnO壓電材料構的紫外光子探測器，基于光子有效捕獲、表面等離子體共振、壓電光子效應及表界面載流子傳輸等因素的有效調控，設計的紫外探測器在低偏壓紫外光（380nm）輻射下，探測器正反面照射下探測率分別達到1.69x1016/1.71x1016 Jones，其紫外探測器響應時(shí)間為數個(gè)毫秒量級。實(shí)驗結果發(fā)現，通過(guò)有效的表界面載流子傳輸調制，基于ZnO壓電材料的探測器在紫外光譜區可以實(shí)現可選擇的光子探測。在紫外光子照射下，探測器響應信號受制于有源層、載流子擴散長(cháng)度、電場(chǎng)強度等多個(gè)因素（圖2）?！ ?br/>
相關(guān)研究成果發(fā)表在A(yíng)CS Applied Materials & Interfaces上。研究工作得到中科院、科技部、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院的資助。
圖1.紫外光子探測器結構示意圖及改變輻射有源層時(shí)的光譜響應曲線(xiàn)。
圖2.ZnO紫外光子探測器性能分析；（a-g）表面Au修飾、有源層、載流子擴散長(cháng)度、電場(chǎng)強度等因素影響探測信號曲線(xiàn)；（h-i）紫外探測器on-off重復性及響應時(shí)間測試。
