【器件论文】通过 PLD 制备的温度优化型 β-Ga₂O₃ 日盲紫外光探测器在通信和成像应用中的研究

        由湘潭大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Electronic Materials 发布了一篇名为Temperature Optimized β-Ga₂O₃ Solar-Blind Ultraviolet Photodetectors Fabricated by PLD for Communication and Imaging Application（通过 PLD 制备的温度优化型 β-Ga₂O₃ 日盲紫外光探测器在通信和成像应用中的研究）的文章。

摘要

        本研究系统探讨了基底温度对脉冲激光沉积法在 c 面蓝宝石上生长 β-Ga₂O₃ 薄膜的结构、形貌、光学及光电性能的影响。通过 XRD、AFM、XPS 和紫外-可见光谱等综合表征技术发现，随着基板温度升高，薄膜相态从非晶态向高取向性的（-201）β-Ga₂O₃ 结构转变，同时伴随表面形态、晶格应变及氧空位相关缺陷态的变化。基于这些薄膜制备的金属-半导体-金属光探测器展现出温度依赖性的暗电流、光电流、响应速度及光电流与暗电流比值（PDCR），所有特性均与薄膜缺陷演变及结晶度存在显著关联。在中等温度下生长的器件实现了缺陷辅助载流子生成与抑制泄漏路径之间的最佳平衡，从而获得了高灵敏度、超过 10³ 的 PDCR 值和快速瞬态响应。基于这些优化特性，成功演示了深紫外（UV）光通信链路及概念验证型紫外成像系统。这些成果为 PLD 生长 β-Ga₂O₃ 薄膜的缺陷结构与性能关系提供了重要见解，并为开发适用于先进通信与成像应用的高性能日盲光电探测器提供了实用工程指南。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaelm.5c02549