【器件论文】日盲紫外光电探测器性能的晶体相依赖性：ε型、β型及ε/β混合型Ga₂O₃的比较研究

        由西安邮电大学的研究团队在学术期刊Chinese Physics B发布了一篇名为Crystal-Phase Dependence of Solar-Blind UV Photodetector Performance: A Comparison of ε-, β-, and ε/β-Mixed Ga₂O₃（ 日盲紫外光电探测器性能的晶体相依赖性：ε型、β型及ε/β混合型Ga₂O₃的比较研究）的文章。

摘要

        基于 Ga₂O₃ 的日盲紫外（UV）光电探测器在火灾预警、臭氧层监测及空间通信等关键领域展现出巨大潜力。然而，针对 Ga₂O₃ 不同相结构对光电探测性能影响的系统性研究仍较为有限。该团队在本工作中采用原子层沉积（ALD）技术，在蓝宝石衬底上制备了 ε-、β- 及 ε/β 混合相 Ga₂O₃ 薄膜，并对所生长薄膜及制备的日盲紫外光电探测器性能进行了对比研究。得益于与蓝宝石衬底更低的晶格失配，ε-Ga₂O₃ 薄膜展现出更优异的结晶性与最低的氧空位浓度，使基于 ε-Ga₂O₃ 的光电探测器实现了最快的光响应速度（上升/衰减时间为 147/55 ms）。β-Ga₂O₃ 薄膜通过还原环境下的退火工艺制备，该过程引入了高浓度氧空位，因此基于 β-Ga₂O₃ 的光电探测器表现出最高的光电流（94 μA）与响应度（107 A/W）。对于混合相 Ga₂O₃，其粗糙表面与内部晶界可能降低载流子迁移率，使光电探测器暗电流低至 38 pA，并实现了 1.3×10⁶ 的高光暗电流比与 3.42×10¹⁴ Jones 的探测率。这一结果具有重要意义，因为薄膜的晶相依存性决定了其结构、形貌与化学特性，进而影响光学特性与所制备光电探测器的性能。

原文链接：

10.1088/1674-1056/ae504d