【外延论文】揭示快速金离子辐照对 MOCVD 生长氧化锌镓薄膜基光探测器性能的影响

        印度理工学院德里分校的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为 Unveiling the effect of swift gold ion irradiation on the performance of MOCVD-grown zinc gallium oxide thin film-based photodetector（揭示快速金离子辐照对 MOCVD 生长氧化锌镓薄膜基光探测器性能的影响）的文章。

摘要

        了解辐照诱导缺陷在宽带隙半导体中的作用对于开发耐辐照光电器件至关重要。在本研究中，该团队系统研究了 120 MeV 金离子辐照对 ZnGa₂O₄ 薄膜结构、光学和光电探测性能的影响。通过使用 10¹² 至 10¹³ ions/cm² 的离子通量引入可控缺陷景观，随后进行全面的多技术表征以探究辐照驱动的改性。结果表明，辐照后结构发生明显畸变，表面形态发生演变，同时光学带隙明显变窄。光电流表现出强烈的通量依赖性抑制，从原始薄膜的 4.73×10⁻⁸ A 分别降低到 10¹²、7×10¹² 和 10¹³ ions/cm² 通量下的 4.11×10⁻¹⁰、3.29×10⁻¹⁰ 和 2.72×10⁻⁴ A。这种劣化主要归因于辐照诱导的缺陷态和载流子陷阱中心，它们阻碍了载流子的传输和复合动力学。尽管辐照暴露严重，但 ZnGa₂O₄ 光电探测器即使在最高通量 10¹³ ions/cm² 下仍保持紫外光响应，凸显了其耐辐照性。除了研究基于 ZnGa₂O₄ 的器件的稳健性外，本研究还确立了快速重离子辐照作为定制缺陷态和调节宽带隙氧化物光电探测器功能特性的有力策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2026.110948