近日，葡萄新京官网入口宽带隙半导体材料与器件课题组以葡萄新京官网入口为第一单位在著名期刊《Science China TechnologicalSciences》（JCR 1区，影响因子IF=3.903）上发表题为“Boosting the performance of deep-ultraviolet photodetector arrays based on phase-transformed heteroepitaxial β-Ga2O3 films for solar-blind imaging”学术论文。本科生郑琪琪、陈灵睿为共同第一作者，李万俊教授、叶利娟副教授和张红博士为共同通讯作者。
图像传感器是利用半导体材料的光电效应将光学图像转换成相应的电子信号“图像”的一类光电子器件，其核心是由光电探测器（PDs）构成。日盲紫外光电探测器（SBPD）由于具有低背景信号的天然优势天然适用于UVC图像传感领域的应用。本研究工作，利用高温快速退火将异质外延的亚稳态ε-Ga2O3转变为β-Ga2O3薄膜, 以此提出了通过相转变提高日盲光电探测器阵列性能的新方法。基于相变得到的β-Ga2O3薄膜的金属-半导体-金属型(MSM)日盲光电探测器表现出优异的性能, 其响应率(R)、探测度(D*)、外量子效率(EQE)、抑制比(R254/R365)和开光比(PDCR)分别为459.38A/W,1014~1015Jones, 104~105%,105~106和104~106,并表现出快速的响应速度(1.01 s/0.06 s)和良好的稳定性。值得注意的是,β-Ga2O3薄膜器件的超高响应度比基于ε-Ga2O3 薄膜的器件高出222倍。此外, 组装的β-Ga2O3薄膜基光电探测器阵列(4×5)显示出良好的均匀性、可重复性和空间分辨率。本研究结果为开发用于日盲紫外成像的高性能β-Ga2O3基光电探测器阵列提供了一种有效方法。
图为高温快速退火将异质外延的亚稳态ε-Ga2O3转变为β-Ga2O3和日盲紫外成像
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文章连接：https://doi.org/10.1007/s11431-023-2416-6
