铝纳米颗粒增强氧化镓日盲光电探测器性能研究

基于金属纳米等离子体的局域表面等离激元效应(LSPR)能够增强局域电场强度,并表现出优异的光捕获能力,可有效提升光电子器件的性能.本文结合时域有限差分法和磁控溅射技术,分别从理论和实验方面研究了金属Al纳米等离子体对β-Ga_(2)O_(3)日盲光电探测器光电特性的影响.研究发现,在254 nm日盲紫外光照射下,半径为30 nm的Al纳米等离子体可以产生LSPR效应.得益于Al等离子体的LSPR效应,β-Ga_(2)O_(3)日盲光电探测器的光谱响应度和探测率分别提升了4.7倍和6倍,器件暗电流降为原来的62.5%.本研究为Al纳米等离子体在日盲波段的应用提供了理论和实验基础,也为进一步提升日盲光电探测器的光电性能提供了新方法.

ε-Ga_(2)O_(3)/SiC异质结自驱动型日盲光电探测器

构建合适的异质结是改善光电探测器性能的一种有效方法,为了提升超宽禁带半导体Ga_(2)O_(3)薄膜日盲光电探测器的光电性能,采用金属有机化学气相沉积技术在SiC单晶衬底上成功异质外延了高质量的ε-Ga_(2)O_(3)薄膜,并制备了ε-Ga_(2)O_(3)/SiC异质结光电探测器。探究外延薄膜的晶体结构和吸收光谱可知,单一取向的ε-Ga_(2)O_(3)薄膜对日盲区紫外光表现出强烈的吸收特性。得益于较强的内建电场,制备的异质结光电探测器件具有出色的自驱动光电响应特性。在无外置电场条件下具有稳定的深紫外光响应,其具有暗电流低、灵敏度高的特点。在0V偏压、254nm紫外光辐照下,探测器光暗电流比高达10^(4),光响应度达到0.3mA/W,比探测率达到1.45×10^(10)cm·√Hz/W。ε-Ga_(2)O_(3)/SiC自驱动光电探测器的成功研制可为实现零能耗探测器件的制备提供理论思路和实验指导。