【国际论文】在非晶 Ga₂O₃ 中进行纳米图案化诱导掺硅，以增强电学特性和超快光电探测能力

        近期，由印度理工学院的研究团队在学术期刊《Early View》发布了一篇名为Nanopatterning Induced Si Doping in Amorphous Ga₂O₃ for Enhanced Electrical Properties and Ultra-Fast Photodetection（在非晶 Ga₂O₃ 中进行纳米图案化诱导掺硅，以增强电学特性和超快光电探测能力）的文章。

摘要

        Ga₂O₃已经成为宽禁带行业中的一种前景广阔的材料，旨在开发超越传统硅限制的器件。非晶态Ga₂O₃广泛用于柔性电子器件，但其电阻率非常高。传统的离子注入等掺杂方法需要高温后处理，因此限制了其使用。本文报告了一种不同寻常的方法，即用Si掺杂Ga₂O₃薄膜，从而增强了其电学性能。利用离子束溅射（500 eV Ar⁺）将SiO₂涂覆的Si衬底纳米图案化，使顶部富含Si元素。有助于通过增加后续涂覆的 5 nm非晶态Ga₂O₃薄膜的n型掺杂来增强载流子传导，通过室温电阻率测量和价带光谱进行了证实，而形成的纳米图案有助于更好地管理光线。最后，作为概念验证，制备在掺杂的波纹膜上的金属-半导体-金属（MSM）光电导器件显示出优越的性能，响应度从6提高至433 mA W^-1，同时快速检测速度达到 861 μs/ 710 μs（上升/下降时间），而非波纹的器件仅为377 ms/392 ms。研究结果表明，采用自下而上的方法掺杂非晶Ga₂O₃薄膜是一种简便、经济、大面积的方法，也可用于提高其他非晶氧化物半导体的导电率。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202309277