【国内论文】退火温度对基于 60 nm厚 Ga₂O₃ 薄膜的日盲光电探测器的影响

        近期，由西安邮电大学的研究团队在学术期刊《Applied Physics A》发布的一篇名为Effect of annealing temperature on solar-blind photodetectors based on 60-nm-thick Ga₂O₃ films（退火温度对基于 60 nm厚 Ga₂O₃ 薄膜的日盲光电探测器的影响）的文章。

摘要

        本研究采用原子层沉积工艺在 c 平面蓝宝石衬底上沉积了 60nm 厚的 Ga₂O₃ 薄膜。通过紫外可见光谱、X 射线衍射和半导体参数分析仪研究了退火温度对 Ga₂O₃材料和光学响应特性的影响。当退火温度超过 700 ℃ 时，Ga₂O₃ 薄膜呈现出纳米晶 β 相。在不同温度下退火的 Ga₂O₃ 光导日盲光电探测器被制作出来。当退火温度从 400 ℃ 变为 1000 ℃ 时，光电流和响应率先缓慢上升，然后下降。在氮气/空气混合气氛中，退火温度为 600 ℃、退火时间为 60 分钟的 Ga₂O₃ 薄膜在 254 nm 光照下实现了 142 A/W 的超高光致发光率和 3.77 × 10¹⁵ Jones 的检测率，这对于基于 Ga₂O₃ 薄膜（＜ 100 nm）的紫外光检测器来说是一个非常高的水平。当退火温度为 600 ℃ 时，材料处于从无定形向结晶态的过渡阶段，导致高度无序，进一步产生明显的带尾吸收效应，提高了光致发光率。这些结果为制备具有超高性能的日盲紫外探测器提供了重要指导。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s00339-023-07178-9