據材料研究前沿微信公眾號，于2025年09月06日報道，在現代光電探測技術中，太陽能盲光探測器因其能夠有效屏蔽太陽光背景干擾，在軍事和民用領域如安全通信、導彈制導、火焰感應等有著重要應用價值。然而，傳統的太陽能盲光探測器大多基于硅基電荷耦合器件（CCD）、互補金屬氧化物半導體（CMOS）傳感器和光電倍增管（PMT），這些器件存在諸多局限性。
例如，CCD和CMOS傳感器需要額外的濾光片來阻擋可見光和紅外光，增加了系統的復雜性和重量；PMT則體積龐大且需要高電壓才能工作。近年來，單像素成像技術因其結構簡單、成本低廉且成像速度快等優勢，在可見光和X射線頻譜中得到了廣泛應用，但在太陽能盲頻譜中的應用仍面臨挑戰。目前的太陽能盲光探測器難以同時實現高靈敏度和快速響應，這限制了單像素成像技術在太陽能盲頻譜中的應用。因此，開發一種能夠滿足高靈敏度和快速響應要求的太陽能盲光探測器，對于推動太陽能盲成像技術的發展具有重要意義。
本研究成功研制了一種基于Ga?O?/AlN/AlGaN:Si異質結構的自供電太陽能盲光探測器，通過能帶偏移工程實現了高靈敏度和快速響應。該異質結構中，Ga?O?作為光敏感層，AlN作為勢壘層，AlGaN:Si作為接觸層。AlN層內的極化場誘導能帶彎曲，形成勢阱，限制光生空穴并產生光電流增益。實驗結果表明，該太陽能盲光探測器在245納米深紫外光照射下，實現了0.73安培/瓦的高響應度和56微秒的快速衰減時間。
此外，利用該光探測器，研究團隊成功實現了256×256分辨率的太陽能盲單像素成像，能夠清晰地捕捉靜態指紋和移動物體的圖像。這一成果不僅展示了該光探測器在太陽能盲成像領域的巨大潛力，而且為未來高性能太陽能盲光探測器和成像技術的發展開辟了新途徑。通過優化異質結構的設計和制備工藝，有望進一步提高光探測器的性能，推動太陽能盲成像技術在更多領域的應用。
本研究通過能帶偏移工程設計了一種新型的Ga?O?/AlN/AlGaN:Si異質結構太陽能盲光探測器，成功解決了傳統太陽能盲光探測器在靈敏度和響應速度之間的固有矛盾。該探測器不僅實現了高靈敏度和快速響應，還展示了出色的光譜選擇性和穩定性。
通過將該探測器應用于單像素成像系統，實現了對靜態和動態物體的高分辨率成像，證明了其在實際應用中的潛力。
這一成果不僅為太陽能盲光探測器的設計提供了新的思路，也為單像素成像技術在太陽能盲頻譜中的應用奠定了堅實的基礎。未來，隨著材料質量和器件結構的進一步優化，這種基于能帶偏移工程的太陽能盲光探測器有望在更多領域得到廣泛應用，為太陽能盲成像技術的發展帶來新的機遇。
