国家蛋白质科学研究（上海）设施用户首次在聚酰亚胺（PI）基板上制备了全柔性的高性能β-Ga2O3光电晶体管，实现了超灵敏的深紫外光探测率，填补了β-Ga2O3基柔性深紫外探测领域的空白。相关工作于2022年6月17日，以“High responsivity and flexible deep-UV phototransistor based on Ta-doped β-Ga2O3”为题发表于Nature旗下期刊NPJ Flexible Electronics杂志上。复旦大学微电子学院教授卢红亮、张卫，研究员杨迎国为通讯作者，博士研究生李晓茜为第一作者；复旦大学和中国科学院上海高等研究院为共同通讯单位。

 
图1. 制备的Ta掺杂β-Ga2O3晶体的晶体结构和电子结构该光电晶体管基于优化的光浮区方法生长的高质量Ta掺杂β-Ga2O3单晶沟道材料，通过特殊退火工艺，在较低热预算的工艺窗口下，实现了在PI衬底上的全柔性可控制备。该器件具有1.32×106A/W的高响应度，5.68×1014Jones的高比检测度，1.10×1010%的高光暗电流比值，6.60×108%的高外量子效率和~3.5ms超短响应时间。此外，该器件显示出出色的可靠性和机械柔韧性，可以承受高达104次以上的0°弯曲循环。由于该器件展现出的优异光电、机械特性，团队将制备的器件与人工神经网络结合，验证了其超出人眼探测范围的图像识别能力，这为仿生机器人的紫外视觉应用带来了提升的可能性。这些研究结果表明，高性能全柔性Ta掺杂β-Ga2O3紫外光电晶体管在未来可穿戴光电、紫外成像和人工智能等领域具有巨大的应用潜力。

  
图2. 基于该β-Ga2O3光电晶体管的人工神经网络仿真原文链接：https://www.nature.com/articles/s41528-022-00179-3。  

蛋白质设施对该项工作的支持国家蛋白质科学研究（上海）设施蛋白质复合物晶体结构线站(BL19U1)、高通量晶体结构线站（BL17B1）和时间分辨红外谱学线站（BL01B1）为该工作的X射线谱学数据采集提供了条件和技术支持。