【器件论文】基于 Ni/β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管紫外探测器的光电导增益行为

        由俄罗斯国立托木斯克大学的研究团队在学术期刊Micromachines发布了一篇名为Photoconductive Gain Behavior of Ni/β-Ga₂O₃ Schottky Barrier Diode-Based UV Detectors（基于 Ni/β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管紫外探测器的光电导增益行为）的文章。

摘要

        在本研究中，在一块非故意掺杂、取向为（−201）的 β-Ga₂O₃ 体单晶衬底上制备了垂直结构的 Ni/β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管，并重点研究了其内在光响应机理。该器件表现出良好的整流特性，其肖特基势垒高度为 1.63 eV，理想因子为 1.39，在 ±2 V 偏压下的整流比高达约 9.7 × 10⁶。该结构对深紫外辐射（λ ≤ 280 nm）具有显著的敏感性，在 255 nm 处获得最大响应度，这与 β-Ga₂O₃ 的宽带隙特性相一致。在 254 nm 光照、功率密度为 620 μW/cm² 条件下，器件可在自供能模式下工作，产生 50 mV 的开路电压和 47 pA 的短路电流，验证了肖特基结内建电场对光生载流子的高效分离与收集能力。随着反向偏压由 0 V 增加至 −45 V，器件的响应度由 0.18 A/W 提升至 3.87 A/W，比探测率由 9.8 × 10⁸ 提升至 4.3 × 10¹¹ Hz^0.5·cm·W⁻¹。该探测器还表现出优异的高速响应性能，在 10 V 偏压下，其上升时间和衰减时间分别不超过 29 ms 和 59 ms。此外，所研究的器件展现出明显的内部增益特性，其外量子效率高达 1.8 × 10³%。

原文链接：

https://doi.org/10.3390/mi17010100