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采用锡合金纳米结构实现Ga2O3紫外光电探测器极低暗电流与探测范围扩展

DOI：10.1088/1361-6528/ab82d4 期刊：Nanotechnology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 通过向氧化镓（Ga?O?）中掺入锡（Sn）形成锡镓氧纳米结构（Ns），并采用铂（Pt）金属作为电极，成功制备了一种独特的金属-半导体-金属（MSM）光电探测器。这种混合纳米结构（MNs）使紫外光（254–302 nm）的检测范围得以扩展，同时具有超低暗电流特性，有望成为远距离深紫外探测领域的潜在器件。锡镓氧纳米结构（Ns）通过低压化学气相沉积（LPCVD）沉积在c面蓝宝石衬底上。X射线衍射结果表明，锡镓氧与四方相二氧化锡（SnO?）混合纳米结构（MNs）共同存在。锡镓氧的XRD峰位偏移归因于锡与镓的结合形成了锡镓氧合金，根据维加德定律测定其锡含量x约为7.3%。场发射扫描电镜（FESEM）图像显示其为粗直径线状纳米结构。吸收光谱显示存在对应于锡镓氧和二氧化锡纳米结构的两个吸收边特征。该光电探测器在2 V偏压下具有较大的光电导增益比（PDCR=103）和快速下降时间（0.18秒）。探测器还表现出自供电特性，在0 V偏压下PDCR>10?。由于铂的高势垒高度，暗电流极低（5 V时为13 pA），而通过掺入锡将紫外检测范围从254–302 nm扩展时，PDCR仅出现微小下降。
作者： Arnab Mondal，Manoj K Yadav，Shivangi Shringi，Ankush Bag
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究Sn掺杂Ga2O3形成SnxGa1-xO纳米结构对扩展紫外光探测范围及实现光电探测器超低暗电流的影响。

研究成果

基于SnxGa1-xO纳米结构的光电探测器展现出扩展的紫外检测范围和超低暗电流，使其成为长距离深紫外检测应用的有力候选者。该器件还表现出高光电暗电流比的自供电特性。

研究不足

该研究聚焦于SnxGa1-xO纳米结构的制备与表征以实现紫外光探测，但在可扩展性及集成至现有光电探测器技术方面可能存在局限。

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