蘇州醫工所壓電材料及紫外光子探測器研究獲進展

　　由于背景噪聲干擾小、通信準確率高的特點，紫外光子探測技術具有虛警率低、不需低溫冷卻、不掃描、告警器重量輕等優點，紫外探測技術研究在紫外制導、導彈識別跟蹤、艦載通訊等國防領域具有重大戰略意義，這項技術在電網安全監測、醫學成像、海上搜救、環境與生化檢測等民生領域也有重要應用價值。近年來，基于固態壓電半導體材料的紫外光子探測技術因其小體積、長壽命、低功耗等優點，逐步取代了真空光電管紫外探測技術。因此，基于壓電半導體材料的紫外探測技術研究成為了當前的熱點話題。目前，國內外對紫外光子探測技術的研究也逐步深入，如何進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注的焦點之一。

　　中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所周連群團隊博士郭振等發表了關于壓電材料與紫外光子探測器方面的論文，研究從多個關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間為數個毫秒量級。實驗結果發現，通過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、載流子擴散長度、電場強度等多個因素（圖2）。

　　相關研究成果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上。研究工作得到中科院、科技部、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金、江蘇省產業技術研究院的資助。