深紫外（DUV）光探测器在紫外成像、环境监测、军事防御和生物检测等多个领域中扮演着重要角色。近年来，随着对深紫外光探测器需求的不断增长，研究人员尝试通过材料和结构的优化来提升其性能。Ga2O3作为一种理想的宽禁带半导体材料，因其4.9 eV的适宜带隙、高击穿电场（约8 MV/cm）、高吸收系数以及良好的热稳定性，在深紫外光电探测器领域得到了广泛关注。然而，传统的Ga2O3基探测器通常需要高电压才能实现高性能，但这会导致严重的漏电流问题，影响器件的稳定性与长期使用。针对这一问题，邢献然教授团队提出了一种基于能带工程与铁电调制的新方案，通过在超薄Ga2O3层上插入BaTiO3铁电层，实现在低电压下有效调控光电性能，显著降低了漏电流。相关工作发表在期刊 Adv. Mater.上。

图 1 原文和摘要

作者团队通过采用脉冲激光沉积制备方式，在导电的La0.67Sr0.33MnO3层上生长了10 nm厚的Ga2O3薄膜，并使用7 nm厚的BaTiO3作为插层。Ga2O3和BaTiO3间的精细晶格和能带匹配有效地抑制了缺陷的形成，降低了暗电流，显著增强了光电流响应。BaTiO3层的低厚度在保持其铁电去极化电场的同时，允许光生载流子的高效分离和迁移，有效调控载流子隧穿的行为。

基于这些内在机制，所制备的光探测器的暗电流低于1 pA，响应度为1.1 A/W，探测率为1.2×1012 Jones（在4.8 V偏压和0.1 μW/cm2光强下），在0 V偏压和38 μW/cm2光强下，响应度为3.9 mA/W。此外，该探测器展示了0.24 μs/33.4 μs（升/降）超快响应时间。并且，垂直结构极大地缩小了感光面积和器件体积，符合CMOS工艺要求的高度集成设计理念。

图2 DUV探测器光响应性能

图3 DUV探测器光响应性能及能带工程和铁电调控机理。

该成果以"Ultrasensitive Deep-Ultraviolet Photodetectors Based On Band Engineering and Ferroelectric Modulation"为题，近期发表在《先进材料》（Advanced Materials）。论文第一作者为北京科技大学固体化学研究所伍涵博士，共同一作为南京邮电大学舒林聪博士和中科院物理研究所张庆华研究员，通讯作者为固体化学研究所邢献然教授。该工作得到国家自然科学基金的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202412717.