光是人类赖以生存的基础，自然界的光五彩争胜，流漫陆离。人们对于光的研究一直推动着自然科学的发展。光波自身携带着三种重要信息：强度，频率和偏振。目前大多数光电探测相关研究都是对于光强度和波长的探测，鲜有针对于光的偏振态的研究。最近，山东理工大学物理与光电工程学院微电子系的张永晖老师等人在日盲紫外偏振光探测方面取得了新的科研进展。基于前期的β-Ga2O3偏振探测相关研究基础[J. Semicond. 44, 071801–15 (2023)，Microelectron Eng 242–243, 111555 (2021)，Nanoscale Adv. 2, 2705–2712 (2020).]，提出了一种应力耦合增强β-Ga2O3偏振灵敏度的新方案。本文依托单晶β-Ga2O3材料丰富的光学各向异性开展了偏振光电探测器的研究，并进一步探究了应力对于偏振灵敏度的影响，研究发现简单的β-Ga2O3 MSM结构器件可以获得0.96的高偏振比。进一步与压应力耦合，可以将偏振比提高至0.98。相关工作以“Strain-enhanced polarization sensitivity in β-Ga2O3 photodetector”为题发表在Sci.China-Phys. Mech. Astron. 67,247312 (2024).
本工作为以β-Ga2O3为代表的各向异性半导体材料提供了一种应力耦合调控偏振光响应的新策略，为低对称性半导体用于偏振光探测应用奠定了坚实的基础，预期可以有效地推动β-Ga2O3在日盲紫外偏振光探测、应力传感、偏振成像等方面的应用。本工作在偏振光电测试和成像方面获得了松山湖材料实验室梅增霞研究员和梁会力副研究员的合作支持，在偏振拉曼光谱分析和理论计算方面获得了孙玉萍教授的合作支持，在材料制备和器件加工方面获得了邢飞副教授，高其乾博士和冯宇博士的支持。本工作得到国家自然科学基金，山东省自然科学基金，山东省青创团队和广东省基础和应用基础研究基金等项目的资助。
文章链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-023-2307-6
图 1 偏振拉曼测试结果显示材料具有很强各向异性
图 2 日盲紫外偏振光探测器性能优异
图 3 本研究工作与其它偏振光探测报道的性能对比
