光电导型光电探测器具有制备工艺简单、高增益和高响应度等特性，但同时存在较大的暗电流和较慢的响应速度，这可能会阻碍它们在实时轨迹跟踪和安全监控等快速成像领域的应用。为提升平面光电导型光电探测器的性能，可采用多种方案，如通过垂直异质结结构的内建电场，耗尽导电沟道，抑制暗电流，同时有效分离光生载流子，抑制复合，从而提升光电导增益；采用肖特基接触，加速光生电子-空穴对的分离；采用陷光结构，增强入射光的吸收等。

近日，我院先进半导体器件与光电集成实验室吴春艳教授与其合作者提出利用具有纳米级沟道的商用DVD光盘为母板，获取相应PDMS模板，通过纳米压印技术，在GaAs基底上形成周期为750 nm的层状钙钛矿（PEA₂MA₃Pb₄I₁₃）光栅阵列结构，并构建了光栅钙钛矿增强的GaAs基光电探测器。由于GaAs和G-PVK间内建电场促进载流子的有效分离，GaAs表面电子被耗尽，器件暗电流降低了2个数量级。衍射光栅良好的陷光效应，使得器件的响应度实现了宽光谱的显著提升。该探测器在530nm光照条件下的响应度为0.3 AW^-1，比探测率为2.24×10¹⁰Jones，上升/下降时间分别为0.6/0.56 ms。与GaAs平面器件相比，器件的光响应提高达215%。

该工作以“Grating perovskite enhanced polarization-sensitive GaAs-based photodetector”为题发表在半导体器件领域著名期刊IEEE Transactions on Electron Devices（Early access，DOI: 10.1109/TED.2022.3160943）。我院2019级硕士研究生曾斌同学为论文工作的主要完成者，论文工作得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

      图1（a）光栅钙钛矿（G-PVK）增强的GaAs光电探测器示意图。（b）G-PVK的AFM照片（上）和截面高度曲线（下）。（c）有G-PVK和没有G-PVK的GaAs基光电探测器在同功率不同波长条件下的I-T曲线。（d）光栅增强的光电探测器结构的衍射增强示意图。

                 （李建设/文/图 赵金华/审核）