【器件论文】用于日盲紫外响应、低剂量 X 射线探测及 X 射线成像的超宽带隙 NiCo/β-Ga₂O₃ 肖特基探测器

        由韩国光云大学的研究团队在学术期刊 Surfaces and Interfaces 发布了一篇名为 Ultrawide bandgap NiCo/β-Ga₂O₃ Schottky detectors for solar-blind UV response, low-dose X-ray detection, and X-ray imaging（用于日盲紫外响应、低剂量 X 射线探测及 X 射线成像的超宽带隙 NiCo/β-Ga₂O₃ 肖特基探测器）的文章。

摘要

        下一代 X 射线探测器需要具有高电阻率、抗辐射性和低缺陷密度的超宽带隙（Ultrawide Bandgap，UWBG）半导体。β-Ga₂O₃ 凭借其优异的材料特性和可扩展的衬底，是先进辐射探测领域的有前途的候选材料。在本研究中，该团队制备并系统研究了 NiCo/β-Ga₂O₃ 肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diodes，SBDs）。这些器件表现出低比导通电阻（R_on,sp）为 0.14 Ω·cm²，高击穿电压（V_BR）约为 730 V。深能级瞬态光谱（Deep-Level Transient Spectroscopy，DLTS）鉴定了三个与本征缺陷和杂质相关态相关的电子陷阱，这些陷阱通过陷阱辅助导电影响漏电流和击穿行为。在太阳盲紫外 C 波段（240 nm）照射下，NiCo/β-Ga₂O₃ SBDs 表现出高响应率（R）为 0.76 A/W，外量子效率（External Quantum Efficiency，EQE）超过 100 %，以及高探测率（D^*），这得益于高效的载流子分离和光电导增益。器件表现出稳定的瞬态响应，上升和衰减时间约为 1 秒。在 X 射线照射下，实现了低暗电流（I_dark）为 2.57×10^–8 A/cm²，线性剂量率响应（0.1-3.8 mGy·s⁻¹），灵敏度为 0.8 μC/mGy·cm²，信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）为 78.6。使用定制体模（SJU 和 KWU）进行成像，确认了清晰的图案重建，展示了 NiCo/β-Ga₂O₃ SBDs 在低剂量、高性能 X 射线探测方面的潜力。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.surfin.2026.109657