CuNiO₂/SiC异质结紫外探测器

日盲弱光自供电成像

基于CuNiO₂/SiC p-n异质结的8×8阵列，通过Fowler-Nordheim隧穿机制同时实现超快响应与高灵敏度。

Weilong, Deng · Yuxuan, Du · Hanxu, Zhang · Liu, Mengting · 章浩 · 陈硕 · 付强 · 张宇民 · 杨立 · 姚泰 · Wang, Xianjie · Song B.

Advanced Materials 2025

具体参数

弱光探测极限

{'zh': '4.6', 'en': '4.6'} nW·mm⁻²

响应时间

{'zh': '45', 'en': '45'} ns

响应度

{'zh': '104.2', 'en': '104.2'} mA·W⁻¹

探测率

{'zh': '3.4 × 10¹²', 'en': '3.4 × 10¹²'} Jones

噪声功率密度

{'zh': '10⁻²²', 'en': '10⁻²²'} A²·Hz⁻¹

截止频率

{'zh': '5', 'en': '5'} kHz

技术优势

极弱光可探测

F-N隧穿和高质量界面产生的大内建电场增强了光电转换，将探测极限推至4.6 nW·mm⁻²。

纳秒级响应

F-N隧穿作为载流子输运机制，避免了陷阱辅助复合，实现了45 ns的快速响应。

低噪声高对比成像

探测器噪声功率密度低于10⁻²² A²·Hz⁻¹，截止频率达5 kHz，在日光下仍能保持高对比度实时反射成像。

应用场景

• 日盲紫外成像：自供电阵列在日光下实现高对比度实时反射成像，替代滤光片依赖方案。
• 弱光探测：将紫外弱光探测极限推至nW·mm⁻²量级，替代传统PMT方案。
• 可穿戴紫外监测：自供电、小尺寸阵列可集成于可穿戴设备，实时监测日盲区紫外线暴露。
• 片上光谱仪：阵列化探测器配合读出电路，可作为片上光谱仪的核心探测元件。