项目主要研究面向仿生微纳导航系统中光电器件，研究利用纳米金属氧化物实现氮化镓基材料光电特性的调控，研究了基于异质结界面电荷分离的高响应紫外光探测器件。主要基于调控异质结电场、表面态以及调控压电场三个方面，构建基于多种纳米材料的紫外探测器件，利用纳米材料的结构特性，为载流子的定向传输提供导向作用，增大构成异质结的接触的结面积，同时充分发挥纳米线的限域作用，减少载流子的复合几率，使器件在获得较快响应速度的同时，具有高的响应度，同时结合纳米材料的优良属性和薄膜加工的简便特点，有利于减少仿生光导航微纳器件的体积，减少信号干扰。继而有望实现纳米材料的功能化和氮化镓基器件的实用。针对项目研究内容及进度计划，2020年度本项目在以下方面开展了相关研究工作： 1.主要开展基于异质结界面电荷分离的高响应紫外光探测器件制备及性能研究：以目前商用的GaN以及AlGaN薄膜材料为基底，采用低成本的低温水溶液方法，在其表面生长纳米金属氧化物，本年度主要开展了ZnS/GaN以及NiO/AlGaN异质结构的构建，并研究其光电特性的影响机制。相关研究发表在Materials Express以及 Materials Research Express杂志上。
ZnS/GaN纳米异质结构及其光学光电特性
NiO/AlGaN纳米异质结构的光电响应特性 2.开展了基于纳米钝化层调控的紫外探测器件的制备及器件特性研究：在氮化镓基材料表面构建MgO纳米材料以及利用表面纳米氧化层，使其充当表面钝化层作用，调控表面态，实现MgO纳米结构形貌、取向、尺寸、结晶质量及融合呈度的可控生长, 实现控制异质结界面缺陷的有效方法。获得新型的基于表面态调控MgO/GaN结构材料，相关研究发表在Journal of Nanoscience and Nanotechnology杂志上。 3.开展了基于纳米金属氧化物的新型紫外以及多波段探测器件的构建及其特性的研究，利用纳米材料特性使得光生电子和空穴限制在一维的空间电荷区，从而有效的实现电子-空穴的分离，实现了降低器件的响应时间。主要开展了基于一维氧化钼微米带/Ni(OH)2纳米异质结构的构建，利用其丰富的跃迁能级获得高性能的紫外及多波段探测器。相关研究发表在Applied Nanoscience杂志上。 4.主要开展基于p-GaN/NiO/n-GaN结构的三明治结构紫外探测器构建其特性的研究，采用低温水溶液方法，在n-GaN表面生长了具有片状结构的NiO纳米材料，并通过简单的直接接触的方式与p-GaN贴合构建了具有三明治结构的新型之外探测器，研究结果显示，该器件具有快速的光电响应特性。该研究发表在Solid state Scienc 代表性成果： （1）Yong Wang, Naisen Yu*, Fabrication Visible-blind Ultraviolet Photodetector Based on ZnSGaN Heterostructure with Fast Response, Materials Express. 2020，10, 629-633 SCI （2） Naisen Yu, Haiou Li, Yunfeng Wu, Facile Assembly of Single α-MoO3 Microbelt/β-Ni(OH)2 Heterojunctions Ultraviolet-visible Detector with Fast Switching Characteristics. Applied Nanoscience, 2020 10(6), 1771-1777 SCI （3）Bang Liu, Naisen Yu∗, Dedi Liu, Benkang Liu, Yunfeng Wu, Yan Qi, High Performance p-GaN/Oxide Layer/n-GaN Ultraviolet Detector Fabricated by Directly Contacting Method. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2020 SCI （4） Yunfeng Wu, Naisen Yu∗, Ultraviolet photodetector composed of ZnO nanosheets/Cu2O heterostructure fabricated by hydrothermal process. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. 21(2019)651. SCI （5） Naisen Yu, Haiou Li*, Yunfeng Wu, A high-sensitivity, fast-response, rapid-recovery UV photodetector based on p-GaN/NiO nanostructures/n-GaN sandwich structure 104 (2020) 106206 SCI （6）Sitong Liu, Naisen Yu*, Yunfeng Wu, Fabrication of Branched Flower-Like ZnO/Si Hierarchical Heterostructure UV Detector by Aqueous Method.Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2020 SCI （7） Yan Li, Naisen Yu*, Haiou Li*, Dedi Liu, Yunfeng Wu, Solution-Processed Individual Multiple-Junction Structure Self Assembled with ZnO Nanowires for UV/Blue Detection, Electronic Materials Letters 2020 SCI （8）一种基于氧化钼微米带p型Si的多波段光响应器件及其制备方法.于乃森，陈向丰 齐岩，赵海燕，苑青，董斌 中国发明专利ZL201810804323.4 （9）一种紫外光响应器件及其制备方法 于乃森，陈向丰，齐岩，赵海燕，董大朋，苑青 中国发明专利ZL 201810398413.8 |
