真空紫外光(VUV)位于10-200nm波段需要真空条件传播。虽然VUV无法传播到人类生活的地表,然而其高灵敏的探测对于太空气候检测、太空危害事件的监控(如太阳风暴的产生和变化)具有重要意义,有助于推动空间科学和日-地物理学的发展。目前,实用的真空紫外探测技术主要依赖于基于微通道板的罗兰色谱仪探测系统。这些探测设备不仅具有笨重的体积且需要数千伏的工作电压,不仅提高了卫星的发射成本,而且增加了卫星的供电负担。解决上述问题的最好方案是使用超宽禁带半导体(Eg>6 eV)材料来制备低能耗和小型化的VUV光电探测器。
近期,黄丰教授团队报道了一个基于AlN微/纳米线的真空紫外光探测器,其具有非常短的截止波长(208 nm)。该探测器对于小于200 nm波长的真空紫外光具有显著的光电流增益,其光电响应速度比已报道的AlN薄膜探测器的响应速度快1-2个量级。其杰出性能归因于所制备AlN微/纳米线的高结晶质量以及微纳米结构的一维载流子限制效应。该工作的重要意义在于:首次将低维纳米结构半导体材料拓展至真空紫外波段的探测,为研制小型、轻便、可集成的低维结构真空紫外探测器件提供了可行性依据。
该研究成果于7月8日作为Inside Back Cover论文发表在Advanced Materials (vol 27, pp. 3971, 2015)。论文第一作者是2014级博士后郑伟,第二作者为通信作者黄丰教授。该研究得到了国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金重点项目和广东省自然科学基金博士启动项目的支持。