研究目的
研究阴离子工程对基于氮氧化镓的紫外光电探测器性能的影响，重点在于提高响应速度和实现可调谐的光谱响应性。
研究成果
氮化镓氧薄膜中的阴离子工程能有效调节带隙并抑制载流子俘获，从而提升紫外光电探测器的响应速度。然而，在实际应用中需谨慎平衡响应速度与光响应度之间的权衡关系。
研究不足
该研究仅限于非晶态GaON薄膜，未探索其晶态形式。响应速度虽有所提升，但对于某些高速应用可能仍显不足。引入氮元素后光电响应度降低，这可能对特定应用构成缺陷。
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阴离子工程提升氮氧化镓基紫外光探测器响应速度与可调谐光谱响应特性
DOI：10.1021/acsaelm.9b00853
期刊：ACS Applied Electronic Materials
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
目前开发的大多数基于Ga?O?的日盲紫外光电探测器以牺牲响应速度为代价，表现出异常高的持续光电导增益，因此抑制载流子俘获仍具挑战性。本研究通过反应溅射技术进行原位阴离子工程，展示了具有可调光谱响应和增强响应速度的非晶氮氧化镓（GaON）紫外光电探测器。其4.95至4.37 eV的可调光谱响应源于带隙窄化效应——氮2p与氧2p态杂化抬升价带顶（VBM）并增强p-d排斥作用所致。当氮组分比例适当时，所构建的GaON光电探测器展现出显著降低的暗电流和约100微秒的快速响应时间。VBM上移使氧空位失活，从而抑制了缓慢的载流子脱陷过程，最终降低了持续光电导效应并提升了响应速度。同时，氮引入增加了光生载流子的复合与散射概率，导致光响应度降低。这种通过阴离子工程的合理设计实现了对氮氧化物带隙调控的灵活性及载流子俘获的抑制，为开发高速紫外光电探测器提供了替代策略。
作者：
Yanfang Zhang，Xuanhu Chen，Yang Xu，Hehe Gong，Yi Yang，Fang-Fang Ren，Bin Liu，Shulin Gu，Rong Zhang，Jiandong Ye
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