【国际论文】具有嵌入式氧化铟锡电极的高性能全透明Ga₂O₃日盲紫外光电探测器

        高透紫外光电探测器在集成透明电子应用中拥有巨大潜力。近期，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所申德振研究员、刘可为研究员研究团队提出了一种全新的制备策略，即利用预先制备的 ITO 指间电极在蓝宝石衬底上直接选择性地生长 β-Ga₂O₃ 薄膜，从而制备全透明金属-半导体-金属（MSM）结构的日盲紫外光电探测器。该光电探测器表现出超低暗电流、较高的归一化光电流与暗电流比（NPDR）、大响应度、极好的抑制比和高比探测率等优异特性。电极结构的嵌入和晶体质量较高的β-Ga₂O₃薄膜使得该器件的光电探测能力优于先前报道的基于Ga₂O₃薄膜的透明紫外光电探测器。该工作为制备高性能的 Ga₂O₃日盲紫外光电探测器提供了一种新方法。相关研究成果以“High-performance fully transparent Ga₂O₃ solar-blind UV photodetector with the embedded indium–tin–oxide electrodes”为题发表在Materials Today Physics上。

内容摘要

        高透紫外光电探测器因在集成透明电子中的巨大应用潜力而受到越来越多的关注。本文中，研究人员提出了一种新的制备策略，即采用预先制备的铟锡氧化物（ITO）电极，在 c 面蓝宝石衬底上选择性地外延β-Ga₂O₃薄膜，成功设计并构建了全透明金属-半导体-金属（MSM）日盲紫外光电探测器，该探测器具有基于β-Ga₂O₃薄膜的嵌入式铟锡氧化物（ITO）电极。该器件在 10 V 电压下具有超低暗电流（1.6 pA）、超高紫外-可见抑制比（1.3 × 10⁶）、高比探测率（7.4 × 10¹⁵ Jones）和大响应率（74.9 A /W）。研究结果表明，具有嵌入式铟锡氧化物电极 MSM 日盲紫外光电探测器优于其研究中报道的基于Ga₂O₃薄膜的透明紫外光电探测器。嵌入两个 ITO 电极间的β-Ga₂O₃中强而均匀的电场和高质量的β-Ga₂O₃薄膜是该探测器具有优异日盲紫外光探测性能的主要原因。该研究为实现高性能全透明 Ga₂O₃日盲紫外光电探测器的制备开辟了新途径，在未来透明电子领域具有巨大的应用潜力。

原文链接：DOI:10.1016/j.mtphys.2023.101034