【国内论文】用于灵敏 DUV/X 射线探测和高分辨率阵列成像应用的 Ga₂O₃ 光子控制二极管

        近期，由中国科学技术大学的研究团队在学术期刊Advanced Functional Materials发布了一篇名为Ga₂O₃ Photon-Controlled Diode for Sensitive DUV/X-Ray Detection and High-Resolution Array Imaging Application（用于灵敏 DUV/X 射线探测和高分辨率阵列成像应用的 Ga₂O₃ 光子控制二极管）的文章。

摘要

        对从紫外线到X射线的高能量光子进行敏感检测以及高分辨率阵列成像对于医学诊断、空间探索和科学研究至关重要。高性能光电探测器和成像阵列的关键挑战在于有效的材料和器件设计策略，以实现器件的微型化和集成。在这里，提出了光子控制二极管（即，在光照射下，探测器仅具有整流特性）用于高分辨率和抗串扰阵列成像应用，而无需集成开关元件。基于超宽禁带隙半导体Ga₂O₃，通过设计高电阻Ga₂O₃薄膜和高势垒接触实现了对DUV/X射线敏感的光子控制二极管。该器件表现出显著的检测性能，包括在DUV照射下的高光电响应度（168 A W⁻¹）和特异性检测度（1.45 × 10¹⁵ Jones），以及在X射线光下的高灵敏度（1.23 × 10⁵ µC Gyair⁻¹ cm⁻²）。此外，还获得了低暗电流和优异的整流特性。此外，其在高密度和抗串扰阵列成像应用中的潜力得到了验证。这些结果不仅为实现高性能的DUV/X射线光电探测器提供了新的见解，还通过简化的制造工艺为高分辨率成像应用实现高像素密度的检测器阵列铺平了一条可行之路。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202405277