【器件论文】具有均匀响应的高性能宽光谱紫外光探测器：通过热氧化实现 β-Ga₂O₃:Si/GaN:Si 异质结工程化，用于光电逻辑栅极和多光谱成像

        由重庆师范大学的研究团队在学术期刊 Small 发布了一篇名为 High-Performance Broad-Spectrum UV Photodetectors with Uniform Response: Engineering β-Ga₂O₃:Si/GaN:Si Heterojunctions via Thermal Oxidation for Optoelectronic Logic Gate and Multispectral Imaging（具有均匀响应的高性能宽光谱紫外光探测器：通过热氧化实现 β-Ga₂O₃:Si/GaN:Si 异质结工程化，用于光电逻辑栅极和多光谱成像）的文章。

摘要

        开发具有均匀响应的高性能宽谱紫外光电探测器 (PD) 对于光电应用（如光谱分析、光电逻辑门和多光谱成像）至关重要。本研究通过热氧化构建了 n-n 型 β-Ga₂O₃:Si/GaN:Si 异质结 PD，结合 β-Ga₂O₃:Si 和 GaN:Si 的优势，实现了出色的宽谱响应（UV-A 至 UV-C）。针对 GaN:Si 氧化提出了一种通道模型，包括空穴形成、涡旋结构发展、通道形成和晶粒生长，为理解 β-Ga₂O₃:Si/GaN:Si 异质结形成提供了基础。通过热氧化实现的 β-Ga₂O₃ 层中的均匀 Si 掺杂降低了电阻率，增强了从下层 GaN 层收集光生载流子的能力，从而增强了宽谱响应性能。该器件在 UV-A 至 UV-C 范围内表现出出色的均匀性和灵敏度，峰值响应度为 2.44 × 10⁴ A W⁻¹，光电流与暗电流比为 1.3 × 10⁵。应用包括执行 “OR门” 和 “AND门” 逻辑运算的光电逻辑门，以及使用 254、295 和 365 nm 紫外光产生高对比度、清晰 “CNU” 图像的单像素多光谱成像系统。这项研究促进了对氧化物异质结形成的理解，并为开发用于光电应用的高性能、响应均匀的宽谱紫外光电探测器提供了一种方法。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/smll.202406447