【国际论文】固态电荷注入对NiO/ Ga₂O₃ p-n异质结光谱光响应的影响

        由美国中佛罗里达大学等机构组成的研究团队在科学期刊《Condensed Matter》中发表了一篇名为Impact of Solid-State Charge Injection on Spectral Photoresponse of NiO/Ga₂O₃ p–n Heterojunction（固态电荷注入对 NiO/Ga₂O₃ p-n 异质结光谱光响应的影响）的文章。

摘要

        在垂直 NiO/ Ga₂O₃ p-n 异质结中，从厚度10 nm的 p 型氧化镍层向 10 μm厚的 n 型氧化镓层注入正向偏压空穴，可使从该结点测量的光响应增强 2 倍以上。虽然只需 600 秒就能获得明显的光响应增强，但它却能持续数小时，这表明光电设备性能控制是可行的。这种效应归因于电荷注入引起的 n 型 β-Ga₂O₃ 外延层中少数载流子（空穴）扩散长度的增加（从而改善了光生非平衡载流子的收集），由于注入的电荷（空穴）被捕获到材料中的深元稳定水平上，随后通过这些水平阻断了非平衡载流子的重组。重组受阻导致非平衡载流子寿命延长，进而决定了更长的扩散长度，这也是电荷注入效应的根本原因。

图 1. 垂直 p-n NiO/Ga₂O₃ 异质结的示意图以及各自的多数载流子浓度和厚度。掺杂硅的 厚度10μm的n型 Ga₂O₃ 层顶面上的向心箭头表示光诱导的非平衡少数空穴向耗尽层横向扩散和漂移的方向，耗尽层超出 p-niO/n-Ga₂O₃ 界面约 180 nm。

图 2. (a) 图 1 所示 NiO/Ga₂O₃ p-n 异质结的室温正向和反向 I-V（电流-电压）曲线（线性和对数刻度）。(b) 图 2 所示 I-V 曲线的正向分支（线性和对数刻度）。通过与 I-V 曲线相切的黑色虚线与电压轴的交点，可得出正向导通电压值约为 1.9 V。

原文链接：https://doi.org/10.3390/condmat8040106