【国内论文】中国科学院西安光学精密机械研究所的研究团队探究了具有冲击电离增益的高灵敏度 Ga₂O₃ MSM 日盲紫外线光电探测器

        近期，由中国科学院西安光学精密机械研究所的研究团队在学术期刊Optics Express发布了一篇名为Highly sensitive Ga₂O₃ MSM solar-blind UV photodetector with impact ionization gain（具有冲击电离增益的高灵敏度 Ga₂O₃ MSM 日盲紫外线光电探测器）的文章。

摘要 

        本研究中，通过原子层沉积在c面蓝宝石衬底上生长了厚度约为400 nm的(400)晶向β-Ga₂O₃薄膜。在外延薄膜上制造了具有Au/Ni/Ga₂O₃/Ni/Au结构的肖特基接触型金属-半导体-金属（MSM）日盲紫外探测器。探测器的肖特基势垒高度约为1.1 eV。该器件表现出高达800 A/W的响应度和6 × 10¹⁴ Jones的探测度，同时保持了相对较快的响应速度，上升时间为4 ms，下降时间为12 ms。光暗电流比大于10³，外部量子效率超过10³，表明该器件具有显著的增益。通过TCAD模拟和实验结果的分析，确定MSM电极边缘和通道接触处的冲击电离是增益的主要来源。势垒隧穿效应和由于不同载流子迁移率导致的光电导效应并不是增益的主要原因。

图 1. MSM 设备结构示意图。

图 2. (a) I-V 和 (b) I-t 测试电路原理图。

DOI：

https://doi.org/10.1364/OE.531784