【器件论文】采用不对称 Pt/Ti 电极的 α-Ga₂O₃ X 射线探测器实现灵敏度提升与快速响应

        由韩国航空大学的研究团队在学术期刊 ACS Applied Optical Materials 发布了一篇名为 Enhanced Sensitivity and Fast Response in α-Ga₂O₃ X-ray Detectors Using Asymmetric Pt/Ti Electrodes（采用不对称 Pt/Ti 电极的 α-Ga₂O₃ X 射线探测器实现灵敏度提升与快速响应）的文章。

摘要

        本文报道了采用对称（Ti/Ti）和非对称（Pt/Ti）电极结构制备的 α-Ga₂O₃ 金属-半导体-金属（MSM）X 射线探测器的性能。通过 XRD 和 TEM 分析证实了高质量外延 α-Ga₂O₃ 薄膜的形成，确保了高效电荷传输与器件稳定性。与对称 Ti/Ti 结构相比，非对称 Pt/Ti 器件在信噪比（SNR）上提升超过三个数量级，瞬态响应更快，衰减时间显著缩短（约 0.1 秒）。在 -10 V 偏压下，于 1.09 mGy/s 剂量率条件下实现 221 μC/Gy_air·cm² 的灵敏度。关键在于 Pt/Ti 非对称接触结构实现了清晰的自供电运行，即使在零偏压状态下仍具备可测灵敏度与信噪比，彰显其在低功耗或无电池 X 射线传感领域的应用潜力。相较于既往报道的氧化物半导体 X 射线探测器，本器件在晶体质量、活性层厚度及制造成本方面均具优势。这些成果确立了不对称电极工程作为开发高性能 α-Ga₂O₃ 基 X 射线探测器的有效途径，该器件适用于低剂量、高速及节能应用场景。

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsaom.5c00479