GaN截锥阵列

可见盲PD超高响应与抑制

外延生长的3D GaN截锥阵列实现了高有序度、无损伤的晶体质量，为紫外光电探测器提供了出色的光捕获和载流子收集能力。

宋伟东 · Sun, Yiming · 合性 · 李述体

ACS Applied Materials & Interfaces 2024

具体参数

响应度

{'zh': '5.32e3', 'en': '5.32e3'} mA/W

紫外/可见光抑制比

{'zh': '1e6', 'en': '1e6'}

技术优势

晶体无损伤

采用无催化外延生长而非自上而下刻蚀，从根本上避免了刻蚀引入的缺陷，获得优异的光学品质和尖锐带边发射。

大面积高度有序

利用3D图案化硅衬底和薄AlN层调控应力与位错，实现了大面积均匀有序的截锥阵列生长，提升光吸收和载流子收集。

紫外/可见抑制比超高

抑制比接近10⁶，比多数近期报道高1–2个数量级，确保探测器对可见光几乎不响应，实现高灵敏度可见盲检测。

响应度行业领先

在255 nm紫外光下达到5.32×10³ mA/W，显著优于近期同类探测器，表明器件具有极高的光电转换效率。

应用场景

• 柔性紫外探测器：大面积有序阵列可转移至柔性衬底，制备弯曲、可穿戴的高性能紫外探测器。
• 精密光学传感：超过10⁶的抑制比确保极弱紫外信号被提取，满足精密光学传感对高信噪比的要求。
• 光学生物传感器：紫外激发的荧光标记检测中，超低可见光串扰显著降低背景噪声，提升灵敏度。
• 紫外生化分析：高强度紫外响应可直接用于核酸/蛋白质浓度测定等紫外吸收分析，提高检测限。
• 紫外通讯：高响应度和抑制比可增强非视距紫外光通信信号的接收灵敏度与抗干扰能力。