Synthese und Charakterisierung von Hochwertigen Ta2O5 Nanopartikeln für hochselektive SAW-basierte DUV-Sensor- und Corona-Detektionsanwendungen

Zusammenfassung In letzter Zeit wurden erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung von solarblindem tiefen Ultraviolett (DUV) Photodetektoren (200–280 nm) erzielt, die aufgrund ihrer potenziellen Anwendungen für militärische und zivile Zwecke von Bedeutung sind. In dieser Studie wird die Entwicklung eines neuartigen solarblinden DUV-Photodetektors auf Basis von Tantalpentoxid (Ta2O5) Nanopartikeln (NPs), der mit Oberflächenakustikwellen (SAW) Sensoren und integrierter Schnittstellentechnologie ausgestattet ist, erstmals berichtet. Die 3D-Oberflächenmorphologie, Kristallinität und Defektniveau der Ta2O5 NPs werden anhand verschiedener analytischer Techniken, einschließlich Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Röntgendiffraktion (XRD) und Spektrophotometrie, diskutiert. Der entwickelte photodetektor auf Basis von 3D Ta2O5 NPs zeigt eine hohe Empfindlichkeit gegenüber 254 nm DUV-Bestrahlung (5 µW cm−2) und demonstriert hervorragende Fotoantwortmerkmale. Die Leistungsparameter, einschließlich der höchsten Sensitivität und der schnellen Reaktions-/Regenerationszeit, werden mit 1621,1 ppm (mW cm−2)−1, 3,7s/19,8s gemessen. Nachfolgende Analysen zeigen die Stabilität und Wiederholbarkeit des Photodetektors, was sein Potenzial zur Echtzeit-Detektion von Corona-Entladungen belegt. Mit seinen inhärenten Vorteilen zeigt der aktuelle DUV-Photodetektor unter Verwendung von Ta2O5 NPs großes Potenzial für zukünftige Anwendungen in der DUV-Optoelektronik.