日前，中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授课题组和西湖大学朱博文教授课题组，采用喷墨打印法制备出了高性能柔性耐高温Ga2O3深紫外探测器。结合喷墨打印的高设计性和退火过程中前驱体水溶液的高效转化，制备了厚度15 nm且规整的Ga2O3薄膜阵列(图a-b)。XRD等表征结果表明，所打印薄膜最终转化为高质量结晶β-Ga2O3(图c)。
在刚性衬底上实现的打印法Ga2O3探测器在254 nm光照下展现出优异的探测性能，包括高达106以上的光/暗电流比、1.3 A/W的响应度和0.026 s的响应时间。在柔性衬底(云母)上制备的Ga2O3探测器不仅拥有与刚性器件可比拟的光探测性能，且在多种弯曲半径(平面/5/4.25/3.5 mm)(图d)，甚至经历多个弯曲周期后，依然表现出稳定、可观的深紫外探测性能。器件出色的机械韧性主要归功于所打印Ga2O3超薄的厚度和高温退火诱导的高晶体质量及其对超薄云母衬底的强附着力。
尽管光/暗电流比随温度升高而降低，其在250 ℃时仍保持在105以上(图e)，从而刷新高温(200 ℃及以上)Ga2O3光电探测器的最高记录。此外，得益于所有像素的高均匀性，该打印法柔性Ga2O3探测器阵列(4×4)表现出高对比度的成像效果(图f)。
这项工作为制备用于极端环境深空探索和可穿戴电子应用的高性能柔性耐高温深紫外光电探测器提供了一种高通量和低成本的优选策略。相关论文在线发表在Advanced Optical Materials上。
