近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微電子學(xué)院龍世兵教授課題組基于低成本非晶氧化鎵材料，通過缺陷和摻雜工程，實現(xiàn)了極端環(huán)境下依然表現(xiàn)超高靈敏度的日盲探測器。該方法為高性能、耐極端環(huán)境日盲紫外探測器的研制及應(yīng)用提供了一種可行的參考。相關(guān)成果日前在線發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

氧化鎵作為新興的超寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有熱穩(wěn)定性好、禁帶寬度大、紫外吸收系數(shù)大、材料易加工等優(yōu)點(diǎn)，是日盲紫外探測較為理想的候選材料。然而，基于非晶氧化鎵材料開發(fā)高環(huán)境耐受性的高性能日盲紫外探測器還需解決其材料穩(wěn)定性差、缺陷密度高、漏電流大、持續(xù)光電導(dǎo)效應(yīng)明顯等問題。

課題組通過一系列研究，成功設(shè)計出高性能且耐極端環(huán)境的氧化鎵日盲紫外光電探測器。與常規(guī)非晶富鎵氧化鎵器件相比，工程化處理的器件暗電流降低107 倍、探測率提升102 倍、響應(yīng)速度提升。同時，得益于子帶隙吸收的抑制，探測抑制比提升了105 倍，顯示出器件優(yōu)異的光譜選擇性。在高溫、高壓、高輻射等極端條件下，器件依然保持較高的探測性能，實現(xiàn)了高溫下的清晰日盲成像驗證。