Som en avgörande del av spektrumanalys används solblinda ultravioletta fotodetektorer (SBPD) på många områden. På grund av sina specialiserade applikationer måste de klara av tuffa miljöer som överflödig temperatur och strålning. Därför behövs ett substitut för traditionella SBPD:er av kiselsubstrat.

I en studie publicerad i Advanced Materials , en forskargrupp ledd av prof. Long Shibing från University of Science and Technology of China (USTC) vid den kinesiska vetenskapsakademin utvecklade ultrakänsliga SBPD:er för tuffa miljöer med hjälp av amorf galliumoxid (AGO).

Galliumoxid, med ett brett bandgap och värmebeständighet, kan bevara SBPDs känslighet. Dessutom hittades AGO med bra prestanda och kompatibilitet eftersom det enkelt kan tillverkas och integreras.

För att övervinna AGO:s brister som låg stabilitet och hög defektdensitet designade forskarna galliumoxid-SBDP:er med hög tolerans.

Defekt- och dopningsteknik (DD) antogs, inklusive utformningen av galliumrik AGO, glödgningen för omkristallisering och dopingtillägget. Det galliumrika materialet var nyckeln till en ström med hög respons och införandet av dopingtillskott, medan kväveglödgning bidrog till fotodetektering genom åtgärder som partiell omkristallisation och bildande av nanoporer.

Forskarna fann att galliumrikt material och nanoporer intensifierade solblinda reaktiva strömmar, medan åtgärder som kristallisering, defektreducering och dopning av kompletterande försvagade mörka strömmar. Galliumoxidfilmen härdades av upphettat kväve, vilket förbättrade både dess fotoelektriska prestanda och dess tolerans mot extrema förhållanden.

SBPDs baserade på DD-teknik visade bra prestanda som högt motstånd. Enheter under tekniska processer visade överlägsen spektrumselektivitet i många aspekter och skarp känslighet under extrema förhållanden. SBPD tillverkade av galliumoxid används inom området för ultraviolett detektion. DD-teknik banar väg för att designa andra fotoelektriska enheter. + Utforska vidare

Studie belyser galliumoxids löfte för nästa generations strålningsdetektorer