【国内论文】重庆绿色智能技术研究院——基于 Ga₂O₃ 的异质结紫外线光电探测器的进展

        近期，由中国科学院重庆绿色智能技术研究院的研究团队在学术期刊 Journal of Alloys and Compounds 发布了一篇名为 Advancements in Ga₂O₃-based heterojunction ultraviolet photodetectors: Types, fabrication techniques, and integrated materials for enhancing photoelectric conversion efficiency（基于 Ga₂O₃ 的异质结紫外线光电探测器的进展： 提高光电转换效率的类型、制造技术和集成材）的文章。

摘要

        Ga₂O₃ 基异质结光电探测器通过沉积技术将 Ga₂O₃ 与其他半导体材料集成，获得高质量的界面，从而最大限度地减少复合损耗并最大化器件的外部量子效率。Ga₂O₃ 基异质结光电探测器通过形成的内置电场来增强光电转换效率。此外，异质结光电探测器可以在自供电模式下运行，无需外部电源即可检测光信号。本综述全面总结了 Ga₂O₃ 基光电探测器中的异质结类型，包括非自供电 (MSM) 和自供电 (nn、pn 和 pin) 配置。它还详细介绍了各种几何配置，包括平面型、准垂直型和垂直型。此外，该综述还概述了用于这些光电探测器的各种制造技术，包括化学气相沉积、磁控溅射、机械剥离和分子束外延。还讨论了用于制造 Ga₂O₃ 基异质结光电探测器的材料，包括掺杂 Ga₂O₃、氮化物、石墨烯、MXenes、氧化物、硫属化物、有机材料和钙钛矿。该综述进一步讨论了 Ga₂O₃ 基异质结的挑战和未来方向。未来的研究预计将重点放在提高 Ga₂O₃ 晶体质量、探索用于异质结构建的新材料、增加晶格匹配度和开发超薄器件。关键的优先事项是提出一种增强的策略来解决 Ga₂O₃ 基异质结光电探测器在实际应用（环境监测、太空探索、工业过程监测、生物医学成像、国防和安全）中遇到的挑战。总之，创建异质结是显着提高紫外光电探测器光电转换效率的有效方法。

图 1. 有关 (a) 基于 Ga₂O₃ 的 DUV 光电探测器和 (b) 基于 Ga₂O₃ 的异质结 DUV 光电探测器的论文数量。

图 2. 基于 Ga₂O₃ 的 DUV 光电探测器的进展时间表。

DOI：

doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.177757