Self-Powered Photodetectors Based on Core-Shell ZnO-Co3O4 Nanowire Heterojunctions

Ghamgosar, P.; Rigoni, F.; Kohan, M. G.; You, S.; Morales, E. A.; Mazzaro, R.; Morandi, V.; Almqvist, N.; Concina, I.; Vomiero, A.

doi:10.1021/acsami.9b04838

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Self-powered photodetectors operating in the UV-visible-NIR window made of environmentally friendly, earth abundant, and cheap materials are appealing systems to exploit natural solar radiation without external power sources. In this study, we propose a new p-n junction nanostructure, based on a ZnO-Co3O4 core-shell nanowire (NW) system, with a suitable electronic band structure and improved light absorption, charge transport, and charge collection, to build an efficient UV-visible-NIR p-n heterojunction photodetector. Ultrathin Co3O4 films (in the range 1-15 nm) were sputter-deposited on hydrothermally grown ZnO NW arrays. The effect of a thin layer of the Al2O3 buffer layer between ZnO and Co3O4 was investigated, which may inhibit charge recombination, boosting device performance. The photoresponse of the ZnO-Al2O3-Co3O4 system at zero bias is 6 times higher compared to that of ZnO-Co3O4. The responsivity (R) and specific detectivity (D) of the best device were 21.80 mA W-1 and 4.12 × 1012 Jones, respectively. These results suggest a novel p-n junction structure to develop all-oxide UV-vis photodetectors based on stable, nontoxic, low-cost materials.

Autori:	Ghamgosar P. Rigoni F. Kohan M. G. You S. Morales E. A. Mazzaro R. Morandi V. Almqvist N. Concina I. Vomiero A. (Corresponding) mostra contributor esterni nascondi contributor esterni
Titolo:	Self-Powered Photodetectors Based on Core-Shell ZnO-Co3O4 Nanowire Heterojunctions
Data di pubblicazione:	2019
Appare nelle tipologie:	2.1 Articolo su rivista

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Ghamgosar Self-powered ZnO-Co3O4 photodetector ACS AMI 2019, 11, 23454.pdf		Versione dell'editore	Accesso chiuso-personale	Riservato

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http://hdl.handle.net/10278/3716781

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