研究目的
展示一种超高性能的ε-Ga2O3金属-半导体-金属（MSM）日盲光电探测器（SBPD）并研究其增益机制。
研究成果
所制备的MSM ε-Ga2O3肖特基势垒光电二极管展现出超高性能，包括创纪录的230 A/W高响应度、1.2×1015琼斯量级的超高探测率以及24毫秒的快速恢复速度。其增益机制归因于金属-半导体界面或体相Ga2O3中缺陷态导致的肖特基势垒降低效应。这些结果表明ε-Ga2O3在未来的日盲光电探测与成像应用中具有潜力。
研究不足
该研究聚焦于ε-Ga2O3相，而Ga2O3的其他相态研究较少。光电探测器的性能可能受到ε-Ga2O3薄膜质量及制备工艺的影响。
1：实验设计与方法选择：
基于蓝宝石衬底上MOCVD生长的ε-Ga2O3外延薄膜制备了MSM ε-Ga2O3 SBPD器件。叉指电极采用20/50 nm厚度的Ti/Au材料，通过电子束蒸发沉积而成。
2：样品选择与数据来源：
ε-Ga2O3薄膜由MOCVD生长，器件性能通过半导体参数测试系统(4200SCS，Keithley)和Zolix DSR-OS-X150A-ZKDDZ全自动光谱辐射测量系统进行表征。
3：实验设备与材料清单：
阴极荧光光谱由肖特基场发射扫描电子显微镜(SIRION200)获取。采用Tanon UV-100光源获得254 nm和365 nm单色光，使用LH-126C和OPHIR NOVA Ⅱ测量光功率。
4：实验流程与操作步骤：
器件制备包括MOCVD沉积ε-Ga2O3薄膜，随后通过电子束蒸发沉积Ti/Au叉指电极。在不同温度下分别测试了暗态和光照条件下的电学特性。
5：数据分析方法：
采用热电子场发射和泊松-弗伦克尔发射模型分析电流传输机制?；诮鹗?半导体界面或Ga2O3体材料中缺陷态引起的肖特基势垒降低效应研究增益机制。
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获取完整内容-
Semiconductor parameter system
4200SCS
Keithley
Examining the electric properties of the device.
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Schottky field emission scanning electron microscope
SIRION200
Obtaining the cathodoluminescence spectrum of the ε-Ga2O3 film.
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UV lamp
Tanon UV-100
Providing 254 nm and 365 nm monochromatic lights.
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Optical power meter
LH-126C
Measuring the optical power.
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Automated spectra radiometric measurement system
Zolix DSR-OS-X150A-ZKDDZ
Measuring the spectral response.
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