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與單晶或多晶Ga2O3相比,非晶Ga2O3材料具有明顯的成本優(yōu)勢。本研究開發(fā)出了一種具有超高性能和柵極可調光檢測能力的非晶Ga2O3日盲場效應光電晶體管,并對其光電性能進行了全面調研。射頻磁控濺射用于在經(jīng)濟的Si/SiO2襯底上沉積非晶GaOx薄膜。通過施加適當?shù)谋硸烹妷海╒G),可以很好地控制場效應光電晶體管的光電性能和暗電流。制成的日盲型GaOx薄膜場效應光電晶體管具有出色的深紫外光光電探測特性,包括4.1×103 AW-1的超高光敏性,2.5×1013?Jones的高探測率,以及極高的外量子效率。在70 μW cm-2的254 nm的弱光照下,外量子效率為2×106%,光電導增益為1.6×107。還揭示了光檢測特性取決于偏置電壓和光強度。另外,成功地展示了GaOx光電晶體管作為感測像素的日盲成像功能。獲得了目標的清晰圖像,這是有關非晶GaOx?探測器日盲成像的第一次報道。這些結果,加上其易于制造和低成本,使得該日盲非晶GaOx薄膜場效應光電晶體管有望用于下一代光電成像應用。
由于可以廣泛用于光學成像,空間光通信,導彈制導和定位導航等領域,作為現(xiàn)代光電設備中關鍵組件的光電探測器(PD)近年來已引起越來越多的研究興趣。目前,商用光電探測器主要基于Si光電二極管,是因為它的低成本和與高度成熟的硅工藝帶來的高度兼容性。在280 nm以下的波長下工作的深紫外光電探測器(深紫外光PD)尚未十分成熟,它們是近年來在火焰探測,導彈預警系統(tǒng),機密空間通信,深紫外線成像機方面具有潛在應用的研究熱點。能隙為4.7-4.9 eV的Ga2O3材料,由于其高輻射耐受性,高熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性以及在深紫外區(qū)域的強吸收性,是未來有發(fā)展前景的深紫外光PD的候選項。
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