【器件论文】通过氧等离子体中的后退火实现基于 Ga₂O₃ 的日盲光电探测器阵列的超低暗电流和高特定检测率

        近期，由厦门大学的研究团队在学术期刊Journal of Materials Chemistry C发布了一篇名为Ultralow dark current and high specific detectivity of Ga₂O₃-based solar-blind photodetector arrays realized via post-annealing in oxygen plasma（通过氧等离子体中的后退火实现基于 Ga₂O₃ 的日盲光电探测器阵列的超低暗电流和高特定检测率）的文章。

摘要

        Ga₂O₃具有4.9 eV的超宽带隙，是适用于日盲光探测器（SBPDs）的理想半导体。然而，目前的研究表明，由于晶体表面和内部的缺陷，Ga₂O₃基SBPDs的暗电流较高，器件的比探测度也受到一定程度的限制。在这项工作中，我们结合退火和等离子体处理，提出了一种在高温下进行等离子体处理的方法，从而实现了出色的器件性能。研究表明，基于经700 ℃氧等离子体处理的Ga₂O₃薄膜的SBPD表现出优异的整体性能，包括超低暗电流（44 fA）、高比探测度（1.45 × 10¹⁶Jones）、58 ms的衰减时间以及在20 V偏压下的264.1 A/W响应度。此外，我们基于1英寸经700 ℃氧等离子体处理的Ga₂O₃薄膜，制备了一个10 × 10的光探测器阵列，显示出出色的光电流和暗电流分布均匀性以及卓越的成像能力。最后，结合光致发光谱和价带谱的分析，我们提出了基于能带图的物理机制，以解释所获得的实验结果。这项工作推动了高性能Ga₂O₃基SBPDs的发展，并促进了它们在高精度日盲紫外成像中的应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D4TC02859G