【器件论文】在同质外延 Ga₂O₃/GaN 基光激活二极管中实现单向光电流

        由印度理工学院曼迪分校的研究团队在学术期刊Physical Review Applied发布了一篇名为Engineering unidirectional photocurrent in isotype-Ga₂O₃/GaN-based light-activated diodes（在同质外延 Ga₂O₃/GaN 基光激活二极管中实现单向光电流）的文章。

摘要

        本研究探讨了 n–n 同型 Ga₂O₃/GaN 异质结的光电特性，结果表明其在紫外（UV）光谱下具有作为光激活二极管的应用潜力。该异质结呈现 II 型交错能带对齐，其中价带偏移为 1.56 eV，导带偏移为 −0.16 eV。在暗态条件下，该异质结器件表现为两个背靠背连接的双肖特基二极管结构，其 I–V 特性呈现非对称性。而在 254–365 nm 紫外光照射下，器件会从关断态转变为整流态，实现 超过 10³ 的整流比，同时具有约 1.3 × 10³ 的光暗电流比。这种整流行为主要来源于能带偏移和界面陷阱态的共同作用，使得光生电流在正向偏压下以热发射-场发射机制为主导实现单向传输。此外，该器件还表现出较高的光响应度，并能够在正弦信号下作为半波整流器稳定工作，且在暗态下功耗极低，仅为 1.76 nW。因此，这种 同型 Ga₂O₃/GaN 异质结为光逻辑器件、安全通信、无串扰紫外成像以及光触发开关等应用提供了一种具有潜力的平台，并有望推动高性能光控整流器件的发展。

原文链接：

https://doi.org/10.1103/tgc4-k6lw