Dual-coupling effect enables a high-performance self-powered UV photodetector

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作者
X. Z. Lin,Lingyu Wan,Zhengbang Chen,Jinlong Ren,Shuixiu Lin,Dingcheng Yuan,Wenhong Sun,Biaolin Peng
出处
期刊:Optics Express [The Optical Society]
卷期号:32 (3): 4627-4627 被引量:3
标识
DOI:10.1364/oe.514277
摘要

Self-powered ultraviolet photodetectors generally operate by utilizing the built-in electric field within heterojunctions or Schottky junctions. However, the effectiveness of self-powered detection is severely limited by the weak built-in electric field. Hence, advances in modulating the built-in electric field within heterojunctions are crucial for performance breakthroughs. Here, we suggest a method to enhance the built-in electric field by taking advantage of the dual-coupling effect between heterojunction and the self-polarization field of ferroelectrics. Under zero bias, the fabricated AgNWs/TiO 2 /PZT/GaN device achieves a responsivity of 184.31 mA/W and a specific detectivity of 1.7 × 10 13 Jones, with an on/off ratio of 8.2 × 10 6 and rise/decay times reaching 0.16 ms/0.98 ms, respectively. The outstanding properties are primarily attributed to the substantial self-polarization of PZT induced by the p -GaN and the subsequent enhancement of the built-in electric field of the TiO 2 /PZT heterojunction. Under UV illumination, the dual coupling of the enhanced heterojunction and the self-polarizing field synergistically boost the photo-generated carrier separation and transport, leading to breakthroughs in ferroelectric-based self-powered photodetectors.
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