光电探测器是利用光电效应将光学辐射转化成电信号的重要电子器件,并已广泛应用在军事和国民经济各个领域，如测距定位、图像传感、环境监测等。近几十年来，金属氧化物半导体由于其低成本、化学稳定性高和无毒等优越的特性而备受关注。TiO2作为代表性的金属氧化物材料具有良好的紫外光吸收和探测能力，而纳米结构的TiO2则具有比表面积大，载流子迁移率高等更多的优良特点。但由于TiO2禁带宽度较大，其只能吸收波长小于400nm的紫外光，这极大限制了其在可见光范围内的应用。因此，拓宽TiO2的光吸收范围，制备对可见光有响应能力的TiO2探测器是一件重要而有意义的事情。

我们首先采用水热法在FTO导电玻璃上制备出直径和长度合适的TiO2纳米线阵列，接着采用N离子注入的方法对其表面进行掺杂改性。掺杂后纳米线阵列的颜色由白色转变为浅绿色，退火后进一边转变为深黄色。从XRD、Raman、光吸收谱等材料表征结果的对比中我们发现离子注入不仅实现了有效的N离子掺杂，还在TiO2表面产生了氧空位，有效调控了TiO2的禁带宽度。

随后我们从纳米线阵列上剥离出单根的TiO2纳米线，通过电子束曝光（EBL）制备出了基于单根纳米线的光电探测器。基于此器件我们详细分析了N离子注入对电学性能带来的影响，研究发现未经过掺杂的纳米线由于存在表面态而与电极之间形成了较大肖特基势垒，器件表现出明显的整流特性。而注入后纳米线表面态得到有效调控，接触势垒减小。最后光电性能测试的结果表明合适的势垒高度有利于光生载流子(电子空穴对)的分离，还有利于提高器件的光响应度和响应速率。

本文采用N离子注入的方法对TiO2表面进行精确掺杂改性，不仅有效调控了TiO2的禁带宽度，增强了其对可见光的探测能力,还降低了纳米线与电极之间的接触势垒，从而制备出了基于TiO2单根纳米线的具有高响应度和高响应速率的可见光探测器。

文献链接：  P. C. Wu, X. Y. Song, S. Y. Si, Z. J. Ke, L. Cheng, W. Q. Li*, X. H. Xiao*, C. Z. Jiang, Significantly enhanced visible light response in single TiO2 nanowire by nitrogen ion implantation, Nanotechnology 29 (2018) 184005-9

（通讯员：吴鹏程）