【国内论文】基于脉冲激光沉积一步法生长的多晶 Ga₂O₃ 薄膜的稳健型深紫外光检测器，面向极端环境应用

        近期，由中国科学技术大学的研究团队在学术期刊Advanced Optical Materials发布了一篇名为Robust Deep UV Photodetectors Based on One-Step-Grown Polycrystalline Ga₂O₃ Film via Pulsed Laser Deposition toward Extreme-Environment Application（基于脉冲激光沉积一步法生长的多晶 Ga₂O₃ 薄膜的稳健型深紫外光检测器，面向极端环境应用）的文章。

摘要

        由于拥有对应于深紫外（DUV）范围的超宽带隙，氧化镓（Ga₂O₃）在无光学滤波器的光探测器中引起了显著关注。在实际应用中，深紫外光探测器在极端条件下（如火焰检测和空间探索）会面临因高低温变化导致的性能退化问题。在此，通过脉冲激光沉积一步生长的β-Ga₂O₃薄膜，设计出具有高耐久性和稳定性的深紫外光探测器。高氧压方案有效解决了在特定高温下薄膜无法沉积的问题，促进了多晶高电阻β-Ga₂O₃薄膜的形成。结果，这些设备表现出卓越的性能，包括低暗电流（4.4 pA @30 V）、高光响应度（147.36 A W⁻¹）和快速响应时间（3.1/22.6 ms）。此外，光响应性能在高达300°C的高温下几乎没有退化，甚至在低至−100°C时有所提高，使其成为最坚固的深紫外光探测器之一。本文还阐明了在广泛温度范围内的光响应机制，涉及激子形成、带隙演变、载流子-声子散射等。这项工作为开发具有卓越性能的坚固Ga₂O₃深紫外光探测器以适应极端条件应用提供了有效解决方案。

DOI：doi.org/10.1002/adom.202400788