賈夢(mèng)涵，唐利斌，左文彬，王 方，姬榮斌，項(xiàng)金鐘

〈綜述與評(píng)論〉

氧化物基紫外探測(cè)器的研究進(jìn)展

賈夢(mèng)涵1,3，唐利斌2,3，左文彬2,3，王 方3，姬榮斌2，項(xiàng)金鐘1,3

（1. 云南大學(xué) 物理與天文學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 昆明物理研究所，云南 昆明 650223；3. 云南省先進(jìn)光電材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650223）

隨著紫外探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，氧化物材料在紫外探測(cè)領(lǐng)域表現(xiàn)出傳統(tǒng)探測(cè)器所不具備的優(yōu)點(diǎn)而成為近年研究的熱點(diǎn)，是繼紅外探測(cè)技術(shù)之后又一快速發(fā)展的軍民兩用探測(cè)技術(shù)。然而，氧化物基紫外光電探測(cè)器的廣泛應(yīng)用，仍然面臨一些問(wèn)題。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外紫外探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展歷史進(jìn)行了概述，并對(duì)3種金屬氧化物紫外探測(cè)材料的晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其器件研究進(jìn)展進(jìn)行了概括和討論。最后，針對(duì)氧化物基紫外探測(cè)材料及器件在研究中所面臨的問(wèn)題，進(jìn)行了分析，并對(duì)氧化物基紫外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)與展望。

光電探測(cè)；氧化物基材料；紫外探測(cè)器

0 引言

紫外探測(cè)技術(shù)是以紫外光（波長(zhǎng)范圍在10～400nm之間）輻射的大氣傳輸與衰減特性和高性能紫外光學(xué)傳感器為基礎(chǔ)的一門新技術(shù)。紫外探測(cè)技術(shù)較早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，隨后步入實(shí)質(zhì)性的研究與應(yīng)用是在同世紀(jì)80年代。當(dāng)時(shí)，由于主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，因此各個(gè)國(guó)家對(duì)紫外探測(cè)技術(shù)的研究工作是在嚴(yán)格保密的情況下開展的。但是隨著紫外探測(cè)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的不斷發(fā)展，它的實(shí)際應(yīng)用也開始向民用領(lǐng)域擴(kuò)展，并且發(fā)展的非常迅速和全面[1-2]。圖1為國(guó)內(nèi)外有關(guān)紫外探測(cè)技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域的典型應(yīng)用。在軍事上，主要應(yīng)用于導(dǎo)彈預(yù)警、紫外/紅外復(fù)合制導(dǎo)、紫外通訊[3]、生化分析等方面，圖中導(dǎo)彈預(yù)警為美國(guó)諾思羅普·格魯曼公司生產(chǎn)的第四代導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)，紫外/紅外復(fù)合制導(dǎo)為美國(guó)FIM-92毒刺導(dǎo)彈。在民用上，主要用來(lái)探測(cè)太陽(yáng)紫外輻射強(qiáng)度、火災(zāi)探測(cè)、臭氧檢測(cè)[4]、公安偵查等，圖中臭氧檢測(cè)為國(guó)產(chǎn)FY-3號(hào)衛(wèi)星紫外臭氧探測(cè)儀，公安偵查為Nikon刑偵紫外相機(jī)。同時(shí)，紫外探測(cè)還可應(yīng)用于分析病變細(xì)節(jié)和檢測(cè)細(xì)胞病變[5-6]。一直以來(lái)，紫外探測(cè)技術(shù)備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究人員的高度關(guān)注，是繼紅外探測(cè)技術(shù)之后又一快速發(fā)展的軍民兩用探測(cè)技術(shù)。

圖1 紫外探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用案例

紫外探測(cè)技術(shù)得以發(fā)展的關(guān)鍵是要研制出低噪音、小體積且具有高靈敏度的一類紫外探測(cè)器。紫外探測(cè)器是將一種紫外波段的電磁輻射信息轉(zhuǎn)換成另一種易被接收處理信息的傳感器。紫外探測(cè)器的發(fā)展歷程大致分為3個(gè)階段：最初，紫外探測(cè)器的代表是光電倍增管和真空管紫外傳感器，前者紫外靈敏度低，后者體積大、不便于攜帶等，使其實(shí)際應(yīng)用大受局限；后來(lái)，基于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，紫外探測(cè)器開始采用硅基光電二極管，但其光譜響應(yīng)峰值出現(xiàn)在可見光（400～760nm）區(qū)域，需要在器件前面加上多個(gè)昂貴的濾光片，以期消除紫外光以外的光（可見光、紅外光等）對(duì)探測(cè)結(jié)果的干擾，這樣一來(lái)不但增加了成本也增大了體積和重量，并且精度較差；再后來(lái)，隨著納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，一些寬禁帶新型紫外探測(cè)材料的出現(xiàn)，如SiC（禁帶寬度g＝2.9eV）、GaN（g＝3.5～6.2eV）等，可以在太陽(yáng)盲區(qū)下工作，避免了使用昂貴笨重的濾光器，據(jù)此研制出的SiC基和GaN基紫外探測(cè)器均具有良好的光電探測(cè)性能，噪音低、靈敏度高、光譜響應(yīng)峰值在紫外光區(qū)、精度較高等[7]。

近年來(lái)，新型寬禁帶金屬氧化物半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)為紫外探測(cè)器的研究與發(fā)展提供了新的路徑和方向。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[8-10]，可以看出，基于氧化物半導(dǎo)體材料所制備出的探測(cè)器具有傳統(tǒng)的SiC基和GaN基探測(cè)器沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，諸如不易氧化、尺寸小、反應(yīng)靈敏、易操作等，使得氧化物的制備及其器件的研究逐漸成為光電探測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。表1[11-17]列舉了幾種典型金屬氧化物紫外探測(cè)材料（包括ZnO、Ga2O3、TiO2、SnO2、In2O3、Sm2O3和CdO等）及其探測(cè)器件的主要性能指標(biāo)；根據(jù)列出的數(shù)據(jù)可以預(yù)見，在不久的將來(lái)基于金屬氧化物的紫外探測(cè)器具有很大的應(yīng)用前景。

近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)外研究的眾多金屬氧化物當(dāng)中，將其制作成紫外探測(cè)器件的研究較為廣泛且成熟的要數(shù)ZnO、Ga2O3和TiO2。如圖2所示，給出了主要以這3種氧化物材料為主線而展開的紫外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷史。其中不僅包括早年間對(duì)紫外探測(cè)技術(shù)發(fā)展具有貢獻(xiàn)性的研究發(fā)現(xiàn)，如美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室研制的高空火箭（V-2火箭）[18]、前蘇聯(lián)的“宇宙51號(hào)”空間探測(cè)器以及由美國(guó)、英國(guó)和歐洲空間局三方運(yùn)營(yíng)的“國(guó)際紫外探測(cè)器”（international ultraviolet explore, IUE），還包括這3種材料標(biāo)志性的研究發(fā)現(xiàn)：1997年，Tang等[19]在室溫下獲得了ZnO材料的紫外激光發(fā)射光譜，隨后《Nature》和《Science》雜志相繼發(fā)表文章高度評(píng)價(jià)了該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)[20-21]，并在國(guó)際上掀起了對(duì)ZnO半導(dǎo)體薄膜光電性質(zhì)研究的熱潮；2005年，Dittrieh等[22]首次對(duì)TiO2肖特基二極管的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，該二極管具有肖特基勢(shì)壘較高和紫外響應(yīng)明顯等優(yōu)點(diǎn)，但是器件的暗電流較大；2007年，Xue等[23]最先報(bào)道了在TiO2納米多晶薄膜上制作的金屬-半導(dǎo)體-金屬結(jié)構(gòu)（metal-semiconductor-metal, MSM）的紫外探測(cè)器，用Au作為金屬電極；2009年，Oshima等[24]采用透明導(dǎo)電電極和b-Ga2O3結(jié)合形成肖特基接觸并制成器件，該器件具備顯著的日盲光電特性，響應(yīng)波段為250～300nm，在250nm處的響應(yīng)時(shí)間為9ms；2012年，Tzeng等[25]通過(guò)光還原反應(yīng)制得Ag/ZnO異質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過(guò)形成AgO實(shí)現(xiàn)肖特基接觸，制備了一種基于ZnO納米線的紫外探測(cè)器，從而使得該類器件的性能顯著提高；2014年，Wei等[26]首先采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法（metal-organic chemical vapour deposition, MOCVD）在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)β-Ga2O3薄膜，然后采用磁控濺射技術(shù)鍍上氧化銦鋅（IZO）電極并制成了MSM紫外探測(cè)器，該器件可在較惡劣的環(huán)境下工作，在10V偏壓下的光響應(yīng)率為0.32mA/W。

為明確起見，本文將對(duì)ZnO、Ga2O3及TiO2這3種金屬氧化物材料及其紫外探測(cè)器的研究進(jìn)展進(jìn)行相應(yīng)的分析與概述。

表1 金屬氧化物紫外探測(cè)材料及器件性能

圖2 氧化物基紫外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

1 基于ZnO紫外探測(cè)器的研究

ZnO是一種寬禁帶的直接帶隙半導(dǎo)體材料，其優(yōu)點(diǎn)包括可見光透過(guò)率高、介電常數(shù)低、穩(wěn)定性好等，在紫外光探測(cè)器、發(fā)光器件等領(lǐng)域內(nèi)備受關(guān)注，再加上原材料豐富且容易獲得、價(jià)格低廉，是一種公認(rèn)的、發(fā)展前景十分廣闊的第三代半導(dǎo)體材料。納米材料由于其特征尺度在納米量級(jí)（1～100nm），因而具有一些獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，比如小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、介電限域效應(yīng)等，正是這些獨(dú)特的物化性質(zhì)使得納米材料具有特殊的電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)特性，因而具有廣泛的研究意義與應(yīng)用前景[27]。在眾多的納米結(jié)構(gòu)材料中，納米ZnO材料的形貌最為豐富，有納米顆粒（NPs）、納米線（NWs）、納米棒（NRs）、納米管（NTs）、納米帶（NBs）、納米鋸（NSs）、納米螺旋（NHs）、納米環(huán)（NRs）以及多級(jí)納米結(jié)構(gòu)等，如圖3[28-35](a)～(h)中所示。

1.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

ZnO在室溫（300K）下的g為3.37eV，激子結(jié)合能高達(dá)60meV。晶胞參數(shù)＝0.32496nm，＝0.52065nm，ZnO晶體在常溫下的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是纖鋅礦結(jié)構(gòu)，屬六角晶系6mm點(diǎn)群，空間群為P63mc[36]。

圖4(a)為三維空間ZnO晶體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4(b)為其晶體顯微圖像。ZnO是由Zn原子和O原子沿<0001>方向排列形成的晶體，這種排列使ZnO具有兩個(gè)極性表面±(0001)，即一個(gè)鋅極性面和一個(gè)氧極性面，且沿c軸<0001>方向擇優(yōu)生長(zhǎng)[37]。每個(gè)Zn原子與最近鄰的4個(gè)O原子共同構(gòu)成一個(gè)四面體結(jié)構(gòu)，同理，每個(gè)O原子也與最近鄰的4個(gè)Zn原子共同構(gòu)成一個(gè)四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)四面體均有一個(gè)頂角指向c軸。(0001)上原子的排列呈現(xiàn)為Zn原子占據(jù)頂點(diǎn)位置，O原子占據(jù)間隙位置。由此可知，該纖鋅礦結(jié)構(gòu)中Zn原子和O原子的配位數(shù)相同且均構(gòu)成四面體配位，使得在該位置上的Zn原子和O原子等價(jià)。圖4(c)和4(d)分別是在Zn(NO3)2水溶液中電沉積不同時(shí)間而獲得的ZnO多孔薄膜的掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）圖像，將其裂紋區(qū)域與完美區(qū)域進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)ZnO多孔薄膜是2D有序的，且兩個(gè)樣品（沉積時(shí)間分別為40min和2h）具有相同的結(jié)構(gòu)，其中的孔是類六邊形并且排列有序[38]。圖4(e)為單壁ZnO納米管的展開蜂巢晶格，其為優(yōu)化后的2D平面六邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中小球和大球分別代表鋅原子和氧原子，矢量1和2是單位矢量，可以通過(guò)卷起片材使得矢量?jī)啥说脑又睾隙纬蒢nO納米管，插圖是從纖鋅礦ZnO晶體中剝離出的單層ZnO[39]。單層ZnO在空間中重復(fù)排列即形成纖鋅礦型ZnO三維結(jié)構(gòu)，如圖4(f)中所示。圖4(g)和4(h)為3D陣列ZnO納米棒的SEM圖[40]，從中可以看出孔的部分呈現(xiàn)出近似六邊形的結(jié)構(gòu)。

圖3 不同形貌的ZnO納米結(jié)構(gòu)：(a) ZnO納米顆粒的透射電子顯微鏡（transmission electron microscope, TEM）圖[28]；(b) ZnO納米線的場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（field emission scanning electron microscope, FE-SEM）圖，插圖為局部放大圖[29]；(c) 單個(gè)ZnO納米棒橫截面的SEM圖[30]；(d) ZnO納米管的SEM圖，插圖為高分辨SEM圖[31]；(e) ZnO納米帶的SEM圖，插圖是ZnO納米帶的TEM圖[32]；(f) ZnO納米鋸的SEM圖，插圖為放大的SEM圖[33]；(g) ZnO納米螺旋的SEM圖和TEM圖[34]；(h) ZnO納米環(huán)的TEM圖，插圖是橢圓選區(qū)放大圖[35]

圖4 ZnO的結(jié)構(gòu)圖：(a) ZnO晶體結(jié)構(gòu)；(b) ZnO晶體顯微圖；(c)和(d)在不同沉積時(shí)間下2D有序ZnO多孔薄膜的SEM圖[38]；(e) 單壁ZnO納米管的展開蜂巢晶格，插圖是單層ZnO[39]；(f) ZnO三維空間結(jié)構(gòu)；(g)和(h) 3D陣列ZnO納米棒的SEM圖[40]

1.2 ZnO基紫外探測(cè)器及其研究進(jìn)展

ZnO基紫外探測(cè)器主要有以下3種類型：光電導(dǎo)紫外探測(cè)器、肖特基紫外探測(cè)器和p-n結(jié)紫外探測(cè)器。

光電導(dǎo)型探測(cè)器最顯著的優(yōu)點(diǎn)是光增益高，光響應(yīng)大，但由于光電導(dǎo)弛豫，所以響應(yīng)速度慢、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，在實(shí)際應(yīng)用中的性能還有待提高。該方面較早的研究可以追溯到1999年Liu等[41]和美國(guó)軍隊(duì)實(shí)驗(yàn)室合作，在藍(lán)寶石上采用MOCVD方法外延生長(zhǎng)了高質(zhì)量N摻雜的ZnO薄膜，制成Al-ZnO-Al結(jié)構(gòu)紫外光電導(dǎo)探測(cè)器，獲得了快速的光響應(yīng)特性，上升時(shí)間達(dá)到1ms，下降時(shí)間為1.5ms。該探測(cè)器的暗電流較低，在5V偏壓下僅有450nA，而光響應(yīng)率達(dá)到400A/W，其光譜響應(yīng)曲線在373nm處有一陡峭的截止邊，在15nm的波段內(nèi)光響應(yīng)降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

相比于光電導(dǎo)紫外探測(cè)器，肖特基紫外探測(cè)器的光響應(yīng)速度較快，大大縮短了響應(yīng)時(shí)間。相比于p-n結(jié)型紫外探測(cè)器，選擇肖特基紫外探測(cè)器就解決了想要實(shí)現(xiàn)p型的困難，使得制作工藝簡(jiǎn)單化，并且肖特基勢(shì)壘高度可以做得很高，暗電流也能做得很小，從而實(shí)現(xiàn)器件的良好性能。在國(guó)外，1986年Fabricius等[42]比較早地利用濺射方法成功制備出ZnO薄膜并研制出肖特基型紫外探測(cè)器，該器件的上升時(shí)間和下降時(shí)間分別為20ms和30ms?？梢钥闯鲈撎綔y(cè)器的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，響應(yīng)速度較慢，且量子效率只有1%，這可能是由于探測(cè)器是基于ZnO多晶薄膜制備而成的，存在大量復(fù)合中心，使得電子-空穴成對(duì)消失。在國(guó)內(nèi)，2008年電子科技大學(xué)王培利[43]采用水熱法制得六棱微管ZnO，并以此利用平面磁控濺射技術(shù)沉積Ag叉指電極，制備出Ag-ZnO肖特基結(jié)紫外探測(cè)器。同樣在5V偏壓條件下，測(cè)得該探測(cè)器的暗電流為54.1mA，最大響應(yīng)率為0.161A/W（大約出現(xiàn)在366nm波長(zhǎng)處），量子效率可達(dá)到54.7%。

相較于肖特基型探測(cè)器，在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，p-n結(jié)中飽和電流比肖特基勢(shì)壘二極管中的飽和電流要小幾個(gè)數(shù)量級(jí)。由于p型ZnO薄膜不易制得，所以p-n結(jié)型紫外探測(cè)器大都采用異質(zhì)結(jié)的形式制得。例如，2003年韓國(guó)的Jeong等[44]在p-Si(100)上利用磁控濺射法制備出ZnO薄膜，并研制出p-n結(jié)型紫外增強(qiáng)型探測(cè)器，在反向偏壓30V的條件下，其光響應(yīng)率為0.5A/W（大約出現(xiàn)在310nm波長(zhǎng)處），該n- ZnO/p-Si異質(zhì)結(jié)型探測(cè)器適用于紫外和可見光兩個(gè)區(qū)域。隨著研究的不斷深入，國(guó)內(nèi)外在異質(zhì)結(jié)方面的研究取得了突破，繼而開始了對(duì)ZnO基同質(zhì)結(jié)紫外探測(cè)器的研究。Moon等[45]在GaAs襯底上利用磁控濺射技術(shù)生長(zhǎng)出一層900nm的p-ZnO，并在p-ZnO上濺射上一層300nm厚的n-ZnO，據(jù)此首次制備出p-n同質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器，其在3V偏壓的條件下，光生電流可達(dá)到2mA。

2 基于Ga2O3日盲型紫外探測(cè)器的研究

Ga2O3作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，是一種直接寬帶隙氧化物半導(dǎo)體材料，室溫下g約為4.2～4.9eV。第三代半導(dǎo)體材料氧化鎵相較于第一代和第二代半導(dǎo)體材料來(lái)說(shuō)，其具有更寬的帶隙、更高的擊穿電場(chǎng)、更大的電子飽和遷移率和熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)[46]。由于Ga2O3帶隙寬度所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍在250～260nm之間，正好位于日盲紫外波段（200～290nm），并且不吸收可見光和紅外光，不產(chǎn)生光響應(yīng)。正是由于這些特性，Ga2O3特別適合用于制造日盲型紫外光電探測(cè)器，是制作此類探測(cè)器的理想材料之一，且國(guó)內(nèi)外近幾年相關(guān)研究較多，技術(shù)相對(duì)成熟。目前，應(yīng)用于日盲型探測(cè)器的材料主要有AlGaN、金剛石、Ga2O3等。AlGaN應(yīng)用于日盲型探測(cè)技術(shù)，需要高摻雜的Al，但是在制備高摻雜Al且質(zhì)量較高的薄膜時(shí)困難很大，不易制得[47]。金剛石的禁帶寬度過(guò)大（g約為5.45eV），無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)日盲波段的探測(cè)，且該材料相對(duì)昂貴，不適合規(guī)?；a(chǎn)，現(xiàn)實(shí)意義較差。相較于前兩種材料，Ga2O3作為一種二元氧化物材料，實(shí)驗(yàn)中容易獲得完美的單晶樣品，且制備方法相對(duì)簡(jiǎn)單，Ga與O形成氧化物后其物理和化學(xué)性質(zhì)變得更加穩(wěn)定。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究人員對(duì)Ga2O3材料的研究越來(lái)越重視。

2.1 Ga2O3的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

氧化鎵（又稱三氧化二鎵）是一種鎵的氧化物，外觀呈白色結(jié)晶粉末，熔點(diǎn)為1740℃，其優(yōu)異的導(dǎo)電性能和發(fā)光特性長(zhǎng)期以來(lái)引起人們的注意。氧化鎵有5種不同的結(jié)構(gòu)，分別為：a-Ga2O3、b-Ga2O3、g-Ga2O3、d-Ga2O3和e-Ga2O3。其中，最常見的結(jié)構(gòu)有a-Ga2O3（屬六方晶系）和b-Ga2O3（屬單斜晶系）[48]。又由于b相氧化鎵的晶體結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，國(guó)內(nèi)外對(duì)于氧化鎵材料的研究主要集中于b結(jié)構(gòu)，即b-Ga2O3。b-Ga2O3為單斜晶系，晶胞參數(shù)＝1.22nm，＝0.30nm，＝0.58nm，＝103.8°，空間群為C2/m。圖5(a)為b-Ga2O3晶體結(jié)構(gòu)示意圖，其中Ga(1)和Ga(2)分別是六配位和四配位的鎵原子位置，O(1)、O(2)和O(3)是3種不同的氧原子位置。氧化鎵晶胞由兩個(gè)GaO6八面體和兩個(gè)GaO4四面體構(gòu)成，其中鎵離子則分別占據(jù)八面體和四面體的位置[49]。在圖5(b)和圖5(c)中分別展示了(100)b-Ga2O3和[010]b-Ga2O3的原子排列模型。并且其他4種結(jié)構(gòu)的氧化鎵均可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定相b-Ga2O3，其轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件見圖5(d)中所示。圖5(b)中顯示的(100)b-Ga2O3單晶間界面附近區(qū)域的橫截面TEM圖如圖5(e)中上方所示，相鄰氧原子之間的距離為0.290nm或0.304nm，對(duì)角氧原子之間的距離為0.420nm[50]。在圖5(e)下方中則展示了通過(guò)金屬有機(jī)物氣相外延（metal organic vapor phase epitaxy, MOVPE）、脈沖激光沉積（pulsed laser deposition, PLD）和分子束外延（molecular beam epitaxy, MBE）3種方法生長(zhǎng)的典型b-Ga2O3層的掃描透射電子顯微鏡（scanning transmission electron microscopy, STEM）高角環(huán)形暗場(chǎng)（high-angle annular dark-field, HAADF）圖[51]。圖5(f)描繪了在黑暗條件和紫外光（UV）照射下基于b-Ga2O3的MSM光電探測(cè)器的能帶結(jié)構(gòu)，其中在UV條件下，光生電子被電場(chǎng)快速掃除，而空穴仍然在耗盡區(qū)中被剝離，從而降低了勢(shì)壘高度（虛線），這就從能帶理論角度說(shuō)明了b-Ga2O3材料在紫外探測(cè)領(lǐng)域具備較大的研究?jī)r(jià)值。采用MBE方法在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的b-Ga2O3薄膜的X射線衍射（diffraction of x-rays, XRD）和X射線反射（reflection of x-rays, XRR）測(cè)試結(jié)果如圖5(g)中所示，其中薄膜厚度約為150nm[52]。

2.2 b-Ga2O3基日盲紫外探測(cè)器及其研究進(jìn)展

目前，b-Ga2O3薄膜的制備方法有很多，如MBE法、磁控濺射法、PLD法、溶膠-凝膠法（Sol-gel）、MOCVD等。

MBE法是一種建立在原子級(jí)層面上的新型晶體生長(zhǎng)技術(shù)。相比于其他的制備方法，該方法制備薄膜的生長(zhǎng)溫度低，能夠制備出高質(zhì)量的外延薄膜且能精確控制其厚度，但所用設(shè)備比較昂貴。2007年，Oshima等[53]采用MBE法在c面藍(lán)寶石襯底上成功地制備出高質(zhì)量的b-Ga2O3薄膜，并以此研制出日盲紫外探測(cè)器，在10V偏壓的條件下，探測(cè)器的暗電流較小，僅為1.2nA，其光響應(yīng)率為0.037A/W（大約出現(xiàn)在254nm波長(zhǎng)處）。

由于中職生普遍基礎(chǔ)較差，接受能力也存在較大差異，不少學(xué)生需要一對(duì)一指導(dǎo)才能掌握操作要領(lǐng)。但教師受時(shí)間、精力等多種因素限制，很難做到一對(duì)一指導(dǎo)學(xué)生。

2009年，Suzuki等[54]利用Au與β-Ga2O3單晶基片之間所形成的肖特基接觸成功研制出肖特基日盲型紫外探測(cè)器，且通過(guò)退火處理對(duì)器件性能的影響進(jìn)行了研究與分析。結(jié)果表明，b-Ga2O3單晶基片經(jīng)過(guò)400℃的退火處理后，該探測(cè)器的響應(yīng)率提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，響應(yīng)率的最大值可達(dá)1000A/W，并且探測(cè)器在240 nm和350nm兩個(gè)波長(zhǎng)處的響應(yīng)率差了近6個(gè)數(shù)量級(jí)，所制備的器件表現(xiàn)出良好的日盲紫外特性。隨后在2011年，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)Sol-gel法又在單晶b-Ga2O3表層制備出一層高阻b-Ga2O3薄膜，再通過(guò)Au與b-Ga2O3單晶之間形成的肖特基接觸又基此研制出肖特基日盲型紫外探測(cè)器。結(jié)果表明，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)在維持光響應(yīng)的前提下，有效地抑制了探測(cè)器的暗電流。

圖5 β-Ga2O3的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：(a) β-Ga2O3晶體結(jié)構(gòu)示意圖[49]；(b)和(c) (100)b-Ga2O3和[010]β-Ga2O3的原子排列模型[50]；(d) 5種不同結(jié)構(gòu)Ga2O3之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件；(e) b-Ga2O3的TEM圖和STEM HAADF圖[50-51]；(f) 在黑暗和紫外光照射下基于b-Ga2O3的MSM光電探測(cè)器的能帶示意圖[52]；(g) MBE生長(zhǎng)的b-Ga2O3薄膜的XRD圖譜和XRR圖譜與擬合曲線（紅色所示）[52] 與擬合曲線（紅色所示）[52]

2014年，西南大學(xué)馮喜寧研究小組[55]通過(guò)MOCVD中的氣-固-液（vapor-solid-liquid）機(jī)制制備了氧化鎵納米線和納米帶等微納結(jié)構(gòu)，然后采用簡(jiǎn)單的“刻劃法”構(gòu)建了基于氧化鎵納米級(jí)結(jié)構(gòu)的紫外探測(cè)器。在1V偏壓條件下，當(dāng)使用254nm紫外光源照射器件表面時(shí)，電流從無(wú)光照（黑暗條件）時(shí)的2.09×10-12A急劇增加到有光照射時(shí)的2.15×10－10A。由此可見，器件的光暗電流比接近102倍。該器件具有低成本、制作方便、靈敏度較高、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)，并且他們所采用的“刻劃法”為制備納米結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器及其他納米器件提供了一種簡(jiǎn)單、易操作、可行性高且提升空間大的制備方法。

2015年，電子科技大學(xué)盛拓研究小組[56]同樣采用MBE方法在藍(lán)寶石襯底上制備出了b-Ga2O3薄膜并研制出叉指電極結(jié)構(gòu)的b-Ga2O3薄膜光電導(dǎo)日盲紫外探測(cè)器。其研究結(jié)果表明高溫退火處理對(duì)b-Ga2O3薄膜晶體結(jié)構(gòu)無(wú)明顯的優(yōu)化效果，甚至提高退火溫度還會(huì)劣化薄膜的質(zhì)量，從而造成探測(cè)器性能的衰退。另外，氧氛圍下退火可以減少探測(cè)器的下降時(shí)間，有效降低持續(xù)光電導(dǎo)效應(yīng)。其中還指出，優(yōu)化氧化鎵薄膜的質(zhì)量，可以提高光電導(dǎo)探測(cè)器的光電流，從而提高器件的光響應(yīng)率。

磁控濺射法是一種常用的簡(jiǎn)易鍍膜技術(shù)。該方法可以用來(lái)制備金屬、半導(dǎo)體和絕緣體等多種材料，其優(yōu)點(diǎn)主要有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、可控性高、成膜尺寸大、附著力強(qiáng)，而在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的磁控濺射法更是實(shí)現(xiàn)了高速、低溫以及低損傷。2015年，劉浩等[57]采用射頻磁控濺射法在藍(lán)寶石襯底上制備Ga2O3薄膜，當(dāng)襯底溫度升高至700℃，薄膜由非晶相向以b-Ga2O3為主的多晶相轉(zhuǎn)變。然后基于上述薄膜研制出紫外探測(cè)器，該器件在偏壓為10V時(shí)，暗電流僅為1nA，而光電流達(dá)到800nA，最大光響應(yīng)率為0.3A/W（大約出現(xiàn)在260nm波長(zhǎng)處），是290nm波長(zhǎng)處光響應(yīng)率的40倍左右，上升時(shí)間為1s，下降時(shí)間為0.08s，可實(shí)現(xiàn)對(duì)日盲紫外波段的探測(cè)。此外，2020年本課題組也采用射頻磁控濺射法在c面藍(lán)寶石襯底上制備了Ga2O3薄膜，經(jīng)800℃退火處理的薄膜顯示出多個(gè)與Ga2O3的b相對(duì)應(yīng)的XRD特征峰。并將所制備的b-Ga2O3薄膜與NiO薄膜相結(jié)合研制出NiO/b-Ga2O3異質(zhì)結(jié)紫外光電探測(cè)器，該器件具有簡(jiǎn)單的垂直結(jié)構(gòu)，對(duì)245nm的日盲紫外光最為敏感。在10V偏壓下，器件的響應(yīng)率達(dá)到最大值27.43 AW－1，在－10V偏壓下，探測(cè)率則達(dá)到最大值3.14×1012Jones[58]。

3 基于TiO2基紫外探測(cè)器的研究

TiO2同樣作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，也是一種十分重要的過(guò)渡金屬氧化物材料，它有著很好的物理、化學(xué)及光學(xué)性質(zhì)，如耐腐蝕、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不溶于水、具有紫外吸收等優(yōu)點(diǎn)，在太陽(yáng)能電池薄膜、光學(xué)薄膜以及紫外探測(cè)器等眾多領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用與研究[59]。其金紅石結(jié)構(gòu)的TiO2在室溫下禁帶寬度約為3.0eV，銳鈦礦結(jié)構(gòu)的TiO2約為3.2eV，可看出無(wú)論哪一種結(jié)構(gòu)，TiO2均有著較大的禁帶寬度，因此TiO2基探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)范圍在380nm以內(nèi)的紫外光具有良好的光響應(yīng)效果，使得TiO2能夠更多地應(yīng)用于紫外探測(cè)技術(shù)。同樣可作為紫外探測(cè)材料且目前研究較為成熟的有ZnO、GaN、SiC、Ga2O3等寬禁帶半導(dǎo)體材料，與TiO2相比，由于TiO2所制成的紫外探測(cè)器不需要安裝濾波片就能應(yīng)用于實(shí)際運(yùn)用中[60]，因而其制作成本將大大減少，且制作工藝相對(duì)前幾種更為簡(jiǎn)單。所以，針對(duì)TiO2基紫外探測(cè)器及其相應(yīng)探測(cè)技術(shù)的研究逐漸成為近幾年關(guān)注的重點(diǎn)。

3.1 TiO2的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

二氧化鈦為白色固體或粉末狀的兩性氧化物，無(wú)毒，不透明，不易引起化學(xué)變化。通常，二氧化鈦可分為3種結(jié)構(gòu)，分別為金紅石（Rutile，簡(jiǎn)稱R型）、銳鈦礦（Anatase，簡(jiǎn)稱A型）、板鈦礦（Brookite，簡(jiǎn)稱B型），并且這3種結(jié)構(gòu)屬于同質(zhì)異構(gòu)體。其中，金紅石和銳鈦礦結(jié)構(gòu)屬四方晶系，如圖6(a)所示，空間群分別為：P42/mmm、C4/amc，晶胞參數(shù)分別為：＝0.459 nm、＝0.296 nm和＝0.536 nm、＝0.953 nm；板鈦礦結(jié)構(gòu)屬斜方晶系，空間群為Pbca，晶胞參數(shù)＝0.915nm、＝0.544nm、＝0.514nm[61]。無(wú)論哪一種結(jié)構(gòu)的TiO2，其基本單元均為八面體結(jié)構(gòu)，只不過(guò)是各結(jié)構(gòu)中八面體的連接方式略有不同。在金紅石和板鈦礦兩種結(jié)構(gòu)中，相鄰八面體之間通過(guò)頂點(diǎn)相連，而銳鈦礦結(jié)構(gòu)則是通過(guò)棱邊相連。

金紅石結(jié)構(gòu)作為TiO2的高溫穩(wěn)定相，它的純晶體呈現(xiàn)出淡黃色，是3種TiO2結(jié)構(gòu)中最為穩(wěn)定的一種晶相，金紅石是銳鈦礦和板鈦礦在高溫條件下相變的產(chǎn)物。因此，在不斷升溫的條件下，其他兩種結(jié)構(gòu)的二氧化鈦終會(huì)在一定溫度及條件下轉(zhuǎn)變成金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化鈦。從圖6(a)中金紅石型TiO2的晶胞可見每一個(gè)Ti原子被6個(gè)O原子所包圍，共同構(gòu)成一個(gè)八面體結(jié)構(gòu)，且各八面體之間通過(guò)頂點(diǎn)相連。這種結(jié)構(gòu)的二氧化鈦多用于制造光學(xué)薄膜和介質(zhì)薄膜等，相比于其他兩種結(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用最為廣泛[62]。

板鈦礦結(jié)構(gòu)相比于前兩種結(jié)構(gòu)較不穩(wěn)定，同銳鈦礦一樣均屬于亞穩(wěn)定相，在3種結(jié)構(gòu)中，板鈦礦的應(yīng)用最少，在自然界中很少存在，故在應(yīng)用及研究領(lǐng)域是最不常見的一種。所以，對(duì)于TiO2材料的研究，主要集中于金紅石和銳鈦礦這兩種結(jié)構(gòu)。

2016年Jia等[63]在濺射過(guò)程中通過(guò)將襯底置于不同位置來(lái)選擇性濺射沉積金紅石和銳鈦礦型TiO2薄膜，其濺射示意圖見圖6(b)。圖6(c)和6(f)分別為厚度為500nm的TiO2薄膜表面區(qū)域的TEM圖和電子衍射圖，從中發(fā)現(xiàn)銳鈦礦型TiO2在優(yōu)先生長(zhǎng)條件下的初始階段是金紅石型和銳鈦礦型TiO2相共存。圖6(d)和6(e)是在不同襯底位置沉積而獲得的TiO2薄膜的XRD圖譜，粉色和藍(lán)色線分別代表銳鈦礦（A型）和金紅石（R型）TiO2的衍射峰位，該圖譜表明在正對(duì)位置（facing position）下沉積得到的金紅石TiO2的衍射峰值強(qiáng)度隨著氧氣流量比的增加而增加。

3.2 TiO2基紫外探測(cè)器及其研究進(jìn)展

圖7(a)展示了一種金紅石TiO2基MSM紫外光電探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)，薄膜厚度約100nm，該器件的Ni/Au叉指電極的光學(xué)顯微圖像如圖7(b)中所示。圖7(c)為SiO2/Si襯底上金紅石TiO2的TEM圖像，可見TiO2薄膜厚度均勻；插圖為器件的dark-和photo-特性曲線，在5V偏壓條件下的暗電流達(dá)到0.61nA，在360nm和20mW光照條件下其光電流為38.1mA，可知該器件具備良好的光電性能[64]。圖7(d)則展示了銳鈦礦TiO2基MSM紫外探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)，其中采用Au叉指電極。濺射得到的表面積為2mm×2mm的TiO2薄膜的原子力顯微鏡（atomic force microscopy, AFM）圖像如圖7(e)中所示，從中可見薄膜表面光滑，其均方根（root-mean-square, RMS）粗糙度低至1.26nm。該TiO2薄膜的平面和橫截面的SEM圖如圖7(f)所示，薄膜表面無(wú)明顯裂紋或空隙，這可能是由于所制備的薄膜中沒(méi)有應(yīng)力存在，從而使薄膜具有均勻致密的表面結(jié)構(gòu)。圖7(g)為銳鈦礦TiO2基探測(cè)器的-特性曲線，其中采用不同的指間距（3～10mm），并在-曲線的Au/TiO2接觸面上可以找到清晰的肖特基接觸[65]。圖7(h)中描繪了Au電極與TiO2薄膜接觸時(shí)可能存在的兩種物理機(jī)制的能帶示意圖，一種機(jī)制是降低由表面狀態(tài)下的光照和空穴俘獲而引起的平均肖特基勢(shì)壘[66-68]；另一種機(jī)制則可以通過(guò)空穴碰撞電離的雪崩過(guò)程來(lái)解釋，在高偏壓下光電導(dǎo)增益要大得多，而且間距越大，增益越大[69]。以上兩種機(jī)制都有效地解釋了光電導(dǎo)增益現(xiàn)象。綜上所述，TiO2基紫外探測(cè)器具有很大的應(yīng)用前景及研究意義。

圖6 TiO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：(a) 銳鈦礦TiO2和金紅石TiO2的晶胞；(b) 離軸磁控濺射示意圖；(c)和(f) 厚度為500nm的TiO2TEM圖和電子衍射圖；(d)和(e) 不同位置處沉積的TiO2薄膜的XRD圖譜

圖7 TiO2基MSM紫外探測(cè)器：(a)，(b)和(c) 金紅石TiO2基MSM紫外光電探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)及其叉指電極的光學(xué)顯微圖像 和TiO2薄膜的TEM圖[64]；(d)，(e)，(f)，(g)和(h)銳鈦礦TiO2基MSM探測(cè)器的器件結(jié)構(gòu)、TiO2 薄膜的AFM圖像和SEM顯微圖像、I-V特性以及其能帶示意圖[65]

TiO2薄膜的制備方法按照制備過(guò)程中對(duì)于溫度的要求，可以分為高溫制備和低溫制備兩個(gè)過(guò)程。在高溫制備薄膜的方法中，應(yīng)用較為廣泛的有氣相沉積法、Sol-gel法、水熱法等；在低溫制備條件下，應(yīng)用比較多的方法包括電化學(xué)制備法、電泳沉積法、紫外光照射法等。

目前，TiO2基紫外探測(cè)器主要分為兩種：光伏型和光電導(dǎo)型。其中，光伏型探測(cè)器的結(jié)構(gòu)有：肖特基光電二極管、MSM以及光電化學(xué)電池。據(jù)有關(guān)報(bào)導(dǎo)記載，最早的TiO2基紫外探測(cè)器是于2004年首次采用磁控濺射法制備而成。磁控濺射屬于物理氣相沉積（physical vapour deposition, PVD）方法中的一種，該方法是采用引入磁場(chǎng)到靶陰極表面，再利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子所產(chǎn)生的作用來(lái)提高離子體密度，進(jìn)而提高濺射率，是一種常用的鍍膜技術(shù)。2004年，Zhang等[70]采用磁控濺射法在氧化銦錫（indium tin oxide, ITO）石英襯底上沉積出了TiO2薄膜，然后基于此制備出了響應(yīng)較好的光電導(dǎo)型紫外探測(cè)器，該探測(cè)器光響應(yīng)的上升時(shí)間為2s，下降時(shí)間為40s。2008年，王怡等[71]同樣采用磁控濺射法成功沉積出了TiO2薄膜，不同的是又在此薄膜上濺射了一層薄Au，然后利用光刻技術(shù)得到了MSM結(jié)構(gòu)光電導(dǎo)型紫外探測(cè)器，該器件光響應(yīng)的上升時(shí)間為8s，下降時(shí)間為15s，在5V偏壓的條件下，其光電流約為200mA，在230～300nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有很明顯的光響應(yīng)特性，該探測(cè)器為日盲型，其響應(yīng)率約為30A/W。可見，相較于Zhang等的研究結(jié)果，基于TiO2薄膜所制備出來(lái)的探測(cè)器，后者較前者的光響應(yīng)特性要好，這是由于Au與TiO2薄膜形成了良好的歐姆接觸。

Sol-gel法是早在20世紀(jì)60年代就發(fā)展起來(lái)的一種常用的材料制備方法，目前采用該方法制備二氧化鈦薄膜的應(yīng)用最廣。用該方法制備薄膜時(shí)，首先要合成溶膠，再將襯底或基底浸漬在溶膠中并以一定速度進(jìn)行提拉或甩膠過(guò)程，使得溶膠更加牢固地吸附在襯底或基底上，經(jīng)過(guò)膠化過(guò)程使之變成凝膠狀態(tài)，最后再在一定溫度下加熱一段時(shí)間后即可得到預(yù)制備的薄膜[72]。早在2001年，國(guó)內(nèi)張永彬等[73]就采用Sol-gel法在傳統(tǒng)的玻璃襯底上制備出了性能較好的二氧化鈦催化膜。早些年，陳士夫等[74]也采用同樣的方法在空心玻璃表面成功研制出了納米二氧化鈦薄膜。但是近幾年來(lái)，人們開始了對(duì)改性Sol-gel法的研究，2005年，賈桂玲等[75]基于傳統(tǒng)的Sol-gel法對(duì)陳化及凝膠工藝進(jìn)行改進(jìn)，并分別采取破膠、回流、重新分散等手段，從而得到比較穩(wěn)定的光催化溶膠，再將制備出來(lái)的溶膠均勻地涂抹在玻璃基底上以制備TiO2薄膜。該制備的薄膜呈透明狀，主要為銳鈦礦型結(jié)構(gòu)，平均晶粒尺寸為16.6nm，在UV的照射下對(duì)甲醛具有較好的降解能力。

除了以上兩種應(yīng)用較多的二氧化鈦薄膜的制備方法，還有很多種制備方法。如國(guó)外Tsai等[76]采用電子束蒸發(fā)法在玻璃基底上制備出了TiO2納米線陣列，且在5V偏壓條件下光響應(yīng)率很小，僅有6.85×10－5AW－1。Natarajan等[77]最早采用陰極電沉積法在ITO玻璃基底上沉積出經(jīng)400℃煅燒后幾乎透明的TiO2薄膜。隨后，國(guó)內(nèi)崔曉莉等[78]同樣以ITO玻璃為基底，不同的是他們采用的是陽(yáng)極電沉積法也制備得到了TiO2薄膜，并制備出性能較穩(wěn)定的紫外探測(cè)器。以上采用電化學(xué)法所制備出的應(yīng)用于探測(cè)器件研制的二氧化鈦薄膜，其最大的缺點(diǎn)就是必須要依附于能夠?qū)щ姷幕讈?lái)進(jìn)行薄膜的制備，從而在某種程度上限制了該方法在實(shí)際制膜中的應(yīng)用。

4 總結(jié)與展望

近年來(lái)，對(duì)紫外光波段進(jìn)行探測(cè)的需求日益增大，相比于傳統(tǒng)的SiC基和GaN基寬禁帶紫外探測(cè)器，氧化物基紫外探測(cè)器具有不易氧化、尺寸小、反應(yīng)靈敏、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)異的特性，氧化物基材料也已成為紫外探測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。從相關(guān)研究成果的報(bào)道中可看出，近年來(lái)氧化物基紫外探測(cè)器的研究取得了一系列重要進(jìn)展，但仍面臨著一些問(wèn)題。如高性能薄膜材料的制備、實(shí)現(xiàn)可調(diào)控的禁帶寬度、外部調(diào)節(jié)肖特基勢(shì)壘高度、新型結(jié)構(gòu)高性能氧化物基器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍有待優(yōu)化；氧化物與金屬或氧化物薄膜相結(jié)合形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，其界面處光生載流子的實(shí)際傳輸情況尚未清晰，需輔以理論計(jì)算說(shuō)明；對(duì)于后期器件的研制，氧化物薄膜的厚度是否會(huì)對(duì)紫外探測(cè)器的性能產(chǎn)生影響，仍需要更深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究。因此，未來(lái)的工作應(yīng)該集中在材料和器件的優(yōu)化上，這樣基于寬禁帶氧化物材料的紫外探測(cè)技術(shù)才會(huì)得到長(zhǎng)足發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)才會(huì)逐步走向成熟和應(yīng)用。

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Progress in Oxide-based Ultraviolet Detectors

JIA Menghan1,3，TANG Libin2,3，ZUO Wenbin2,3，WANG Fang3，JI Rongbin2，XIANG Jinzhong1,3

(1.,650500,; 2.,650223,;3.,650223,)

With the development of ultraviolet detection technology, oxide materials showing the unique advantages in the field of ultraviolet detection, which the traditional detectors didn’t possess, and becoming a hot research topic in recent years. It is a fast-developing dual-purpose detection technology after the infrared detection technology. However, the wide applications of oxide-based ultraviolet detectors still face challenges. In this paper, we have summarized the applications and development histories of the ultraviolet detection technology at home and abroad. The crystal structures, properties and progresses in devices of three kinds of metal oxide ultraviolet materials are summarized and discussed. In the end, the problems in the research of the oxide-based ultraviolet detection materials and devices are analyzed, and the development of the oxide-based ultraviolet detection technology is summarized and prospected.

photoelectric detection, oxide-based materials, ultraviolet detectors

TN204

A

1001-8891(2020)12-1121-13

2020-11-27；

2020-12-10.

賈夢(mèng)涵（1993-），女，博士研究生，研究方向是光電材料。

唐利斌（1978-），男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師，主要從事光電材料與器件的研究。E-mail: scitang@163.com。

項(xiàng)金鐘（1963-），男，教授，主要從事低維物理、納米結(jié)構(gòu)材料及光電應(yīng)用研究。E-mail: jzhxiang@ynu.edu.cn。

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFB2203404）；云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2018HC020）；自然科學(xué)基金項(xiàng)目（11864044）。