【器件论文】基于非掺杂纳米晶氧化镓薄膜的高性能低功耗日盲光电探测器

        由俄罗斯科学院的研究团队在学术期刊 Materials Science and Engineering: B 发布了一篇名为 High-performance energy-efficient solar-blind photodetector based on non-doped nano-crystalline gallium oxide films（基于非掺杂纳米晶氧化镓薄膜的高性能低功耗日盲光电探测器）的文章。

摘要

        该团队基于室温下通过电子束蒸发沉积的超高纯非掺杂纳米晶氧化镓薄膜，制备了简单且成本效益高的金属-半导体-金属光电探测器。该团队实验研究了关键的光电探测器参数、参数折衷以及器件性能可靠性，这些因素包括退火温度和时间、薄膜厚度、电极几何形状、电场强度和工作温度。这些器件表现出高性能本征光敏电阻的特性，包括高响应率、量子效率和探测率。这些光电探测器的主要特征是在波长 ≤ 253 纳米的紫外（UV）照射下，具有高光电流与暗电流比（≥ 10⁵）和极短的上升/下降时间（500 微秒/下降）。研究证实，沉积后退火条件对于从非晶 GaOₓ 向纳米晶 GaOₓ（111）相的转变至关重要，这一转变消除了氧化镓带隙内的深能级陷阱，从而实现了高性能日盲探测器的特性。关键性能参数，如响应率分别达到 3.5 A/W 和 12.5 A/W，探测率分别达到 8.5×10¹² Jones 和 2.2×10¹² Jones，量子效率分别达到 1.6×10³ % 和 6.1×10³ %，这些参数在低至 0.5 伏至 2.0 伏的工作电压下实现，非常适合制造紧凑、节能的日盲紫外光电探测器。为了缓解光电探测器在恒定偏压下工作的可靠性问题，该团队开发了在紫外照射下使用电子斩波器进行光电流记录的方法。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mseb.2026.119841