【外延论文】通过掺杂锌提升室温溅射非晶 Ga₂O₃ 薄膜的日盲紫外光探测性能

        由辽宁师范大学的研究团队在学术期刊Surfaces and Interfaces发布了一篇名为Enhancing solar-blind ultraviolet photodetection performance of room-temperature sputtered amorphous Ga₂O₃ thin films by doping zinc（通过掺杂锌提升室温溅射非晶 Ga₂O₃ 薄膜的日盲紫外光探测性能）的文章。

摘要

        非晶态 Ga₂O₃ 为大面积紫外光探测器提供了一个低温且晶格失配度低的平台，但有意掺杂的作用仍未得到充分探索。在此，通过射频磁控溅射成功地在室温下沉积了掺杂 Zn 的非晶态 Ga₂O₃ 薄膜，通过将 Zn 金属块嵌入 Ga₂O₃ 陶瓷靶材实现了 Zn 的掺入。本文系统地将 Zn 浓度从 0 变化到 3.82 at%，并研究了其对薄膜结构、光学性能和日盲紫外光探测的影响。X 射线衍射和扫描电子显微镜证实，所有薄膜均保持非晶态，且具有光滑、均匀的形貌。光学吸收测量显示，随着 Zn 含量的增加，带隙从 5.09 eV 红移至 4.85 eV。基于 2.63 at% 的 Zn 掺杂薄膜的光探测器在 254 nm光照下表现出色：响应度（R）为 33.4 A/W，比探测率（D*）为 9.41×10¹² Jones，外量子效率（EQE）为 16317.1%。它们还表现出出色的稳定性、可重复性和低于 0.5 秒的上升/下降时间。这些发现表明，室温沉积的掺 Zn 非晶态 Ga₂O₃ 是下一代日盲紫外光探测器的一种低成本、高性能平台。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.107402