?編者按：近日，廈門大學張榮院士團隊在紫外光電探測器領域取得重要進展，相關成果以“Perovskite/GaN-based Light-Modulated Bipolar Junction Transistor for High Comprehensive Performance Visible-Blind Ultraviolet Photodetection”為題，發表于《ACS Photonics》，并被選為期刊內封面文章。電子科學與技術學院的陳孟瑜助理教授、李澄副教授以及物理科學與技術學院的黃凱教授、張榮院士為該論文的共同通訊作者，電子科學與技術學院博士生江思潔為第一作者。
研究背景：紫外光電探測器在民用領域應用廣泛，例如火情預警、電暈監測、臭氧層監測等。理想的紫外光電探測器被期望具有高響應度、高比探測率、快響應速度、高線性動態范圍以及高光譜選擇性。目前的紫外光電探測器通常采用典型的光電導結構或光電二極管結構，然而這兩種器件的性能被各自的器件結構所限制，無法滿足對理想的紫外光電探測器的需求。因此，實現最優的增益帶寬平衡，獲得高綜合性能的光電探測器件一直是該領域的研究難點。
研究內容：為了解決這個問題，該團隊設計了一種新型的紫外光電探測器結構——鈣鈦礦/氮化鎵基光調制雙極結型晶體管。該光調制雙極結型晶體管同時兼顧了光電導和光電二極管的結構特點和探測特性，顯著提升了增益帶寬積，其優異的綜合性能（響應度：0.43 A/W，比探測率：4.11×1012 Jones，上升/下降時間：70.50/71.83 μs，破紀錄的線性動態范圍：159 dB）已超過報道的同類紫外光電探測器和商業化產品。另外，這種光調制雙極結型晶體管可以和氮化鎵發光二極管實現工藝相容的低成本異構集成，在全雙工室內光通信應用上具有廣泛前景。該工作突出了能帶設計在器件制造中的重要意義，不僅為優化光電探測綜合性能提供了一種新型器件結構，而且為鈣鈦礦與其他半導體材料異質集成構筑新型光電器件的研究和應用開啟了新領域。
研究相關：這項工作得到了國家重點研發計劃 (2021YFB3600101)、國家自然科學基金 (62005230，61974126，51902273，62174141)、福建省自然科學基金 (2021J06009)、中央高校基本科研業務費專項資金(20720210088)的資助。
廈門大學電子科學與技術學院（國家示范性微電子學院）