【国内论文】具有光栅电极的 Ga₂O₃ 纳米腔光电探测器中的混合吸收增强模式

        近期，由西安电子科技大学的研究团队在学术期刊Applied Optics发布了一篇名为Hybrid mode for absorption enhancement in the Ga₂O₃ nanocavity photodetector with grating electrodes（具有光栅电极的 Ga₂O₃ 纳米腔光电探测器中的混合吸收增强模式）的文章。

摘要

        氧化镓（Ga₂O₃）光电探测器因其在军事和民用领域的广泛应用而备受关注。然而，由于其固有的氧空位缺陷，这些探测器在高响应度和快速响应检测方面存在严重的折衷问题，限制了其性能。为了解决这一问题，本文设计了一种具有光栅电极辅助的Ga₂O₃纳米腔光电探测器。该结构同时支持等离子体模式和法布里-珀罗（F-P）模式。数值计算表明，超薄Ga₂O₃（30 nm）的吸收率可达99.8%，对应的响应度为12.35 A/W。得益于这些光学机制，该光电探测器的外部量子效率（EQE）达到了6040%，比裸Ga₂O₃薄膜提高了466倍。此外，该探测器实现了9.1的偏振依赖性二向色性比，使其能够进行偏振光检测。光栅电极还有效减少了光生载流子的迁移时间。我们的研究为开发高性能的Ga₂O₃光电探测器提供了一个复杂的平台，具有简化的制造工艺和多维检测的优势。

DOI：doi.org/10.1364/AO.524563