研究目的
采用掺铝氧化镓(Ga?O?/Al)合金化方法降低氧空位缺陷密度并提升异质结界面势垒高度,从而制备具有高热稳定性、高光电响应度及快速响应速度的深紫外光伏探测器。
研究成果
该研究成功制备出具有高热稳定性、高光电响应度及快速响应速度的石墨烯/(AlGa)2O3/GaN深紫外光伏探测器。通过将Ga2O3与Al合金化,降低了氧空位缺陷密度并提高了界面势垒高度,使器件在高温下表现出优异性能。该方法为高性能深紫外光伏探测器的制备提供了可靠策略。
研究不足
该研究聚焦于石墨烯/(AlGa)2O3/GaN光伏探测器的制备与表征。虽然这些器件在热稳定性、光响应度和响应速度方面表现出高性能,但该研究并未探讨制备工艺的可扩展性或器件在连续工作状态下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在GaN衬底上生长(AlGa)2O3薄膜,随后制备石墨烯/(AlGa)2O3/GaN光伏探测器,并在不同条件下表征器件光电性能。
2:样品选择与数据来源:
(AlGa)2O3薄膜生长于GaN衬底。器件制备选用商用石墨烯。材料表征手段包括X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱及紫外-可见分光光度计。
3:实验设备与材料清单:
MOCVD设备、X射线衍射仪(帕纳科Empyrean3 DY02394)、蔡司AURIGA扫描电镜、赛默飞世尔ESCALAB 250Xi XPS、岛津UV-2501PC/2500紫外-可见分光光度计、吉时利6517B源表、200W氘灯光源(滨松L11798)、HORIBA iHR320深紫外单色仪、PTO二极管公司VXUV20A光电探测器。
4:4)、蔡司AURIGA扫描电镜、赛默飞世尔ESCALAB 250Xi XPS、岛津UV-2501PC/2500紫外-可见分光光度计、吉时利6517B源表、200W氘灯光源(滨松L11798)、HORIBA iHR320深紫外单色仪、PTO二极管公司VXUV20A光电探测器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在GaN衬底生长(AlGa)2O3薄膜,转移石墨烯至薄膜表面,制备Ti/Au顶电极与In底电极器件,在深紫外光照下进行光伏效应及变温光电测试。
5:数据分析方法:
分析器件光电特性(包括光响应度、响应速度及高温性能),采用基于密度泛函理论的维也纳从头算模拟软件包(VASP)计算氧空位缺陷形成能与界面势垒高度。
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Deep-UV monochromator
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Monochromating the light for spectral response measurement
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X-ray diffractometer
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Panalytical
Characterization of the films
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Characterization of the surface and cross-sectional morphologies of the films
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X-ray photoelectron spectroscopy
ESCALAB 250Xi
Thermo Fisher
Analysis of the components of the films
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UV-visible spectrophotometer
UV-2501PC/2500
Shimadzu
Obtaining the transmission spectra of the samples
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