【器件论文】低暗电流高探测率 Cu₂O/Ga₂O₃ pn结光电探测器

        近期，由中山大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 Cu₂O/Ga₂O₃ pn-junction photodetector with low dark current and high detectivity（低暗电流高探测率 Cu₂O/Ga₂O₃ pn 结光电探测器）的文章。

摘要

        Cu₂O 是一种天然的 p 型半导体材料，在可见光范围内具有高光吸收系数。它具有原料丰富、成本低、无毒、无污染、理论光电转换效率高等特点。目前，实现 Ga₂O₃ 的 p 型掺杂具有挑战性，制备 Ga₂O₃ 同质结光电探测器是最近的重大挑战。将 n-Ga₂O₃ 与 p 型半导体结合制备 pn 异质结光电探测器提供了一种有效的替代方法。基于此，本文结合电化学生长的 Cu₂O 和磁控溅射的非晶态 Ga₂O₃ 制备了低暗电流、高探测度的 Cu₂O/Ga₂O₃ 紫外可见异质结光电探测器。该光电探测器在 5 V 偏压下表现出 1.58×10^-9 A 的低暗电流和 10³ 的高整流比。它在 540 nm 波长处显示出 4.26 A/W 的峰值响应度和 977.91 % 的 EQE。此外，该光电探测器的探测率为 1.05×10¹⁴ Jones，NEP 为 5.30×10^-15 W Hz^-1/2，上升和下降时间分别为 0.49 和 0.70 秒。与 Cu₂O PD 相比，证明了光电探测器性能提升的原因是由于异质结形成的内置电场，可以有效地分离电子空穴对并抑制它们的复合。这项工作为制备 Cu₂O 异质结光电探测器提供了一种简单有效的方法。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D4TC04165H