Als een cruciaal onderdeel van spectrumanalyse worden zonneblinde ultraviolette fotodetectoren (SBPD's) op veel gebieden toegepast. Door hun gespecialiseerde toepassingen hebben ze te maken met ruwe omgevingen zoals hoge temperaturen en straling. Daarom is een vervanging voor traditionele SBPD's van siliciumsubstraat nodig.

In een studie gepubliceerd in Advanced Materials , ontwikkelde een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Long Shibing van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China (USTC) van de Chinese Academie van Wetenschappen ultragevoelige SBPD's voor ruwe omgevingen met behulp van amorf galliumoxide (AGO).

Galliumoxide, met een brede bandgap en hittebestendigheid, kan de gevoeligheid van SBPD's behouden. Bovendien bleek AGO goede prestaties en compatibiliteit te bieden, omdat het gemakkelijk kan worden vervaardigd en geïntegreerd.

Om de tekortkomingen van AGO, zoals lage stabiliteit en hoge defectdichtheid, te verhelpen, ontwierpen de onderzoekers galliumoxide-SBDP's met een hoge tolerantie.

Defect en doping (DD) engineering werd aangenomen, inclusief het ontwerp van galliumrijke AGO, het uitgloeien voor herkristallisatie en de aanvullende doping. Het galliumrijke materiaal was de sleutel tot een hoge responsstroom en de introductie van aanvullende doping, terwijl stikstofgloeien bijdroeg aan fotodetectie door maatregelen zoals gedeeltelijke herkristallisatie en vorming van nanoporiën.

De onderzoekers ontdekten dat galliumrijk materiaal en nanoporiën zonneblinde reactieve stromen versterkten, terwijl maatregelen als kristallisatie, defectreductie en doping aanvullend verzwakte donkerstromen afzwakten. De galliumoxidefilm werd gehard door verwarmde stikstof, waardoor zowel de foto-elektrische prestaties als de tolerantie tegen extreme omstandigheden werden verbeterd.

SBPD's op basis van DD-engineering vertoonden goede prestaties, zoals een hoge weerstand. Apparaten onder technische processen vertoonden in veel opzichten superieure spectrumselectiviteit en scherpe gevoeligheid onder extreme omstandigheden. SBPD's gemaakt van galliumoxide worden gebruikt op het gebied van ultravioletdetectie. DD-engineering maakt de weg vrij voor het ontwerpen van andere foto-elektrische apparaten. + Verder verkennen

Studie benadrukt de belofte van galliumoxide voor de volgende generatie stralingsdetectoren