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oe1(光电查) - 科学论文

75 条数据
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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

    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。

    关键词： 低压化学气相沉积、纳米结构、光电探测器、氧化镓

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 镁掺杂ε-Ga2O3日盲光电探测器的制备与表征

    摘要： 本工作采用射频磁控溅射和金属有机化学气相沉积方法，在蓝宝石衬底上制备了镁掺杂ε-Ga2O3（镁离子掺杂浓度为3.38阳离子%）日盲光电探测器。结果表明：该镁掺杂ε-Ga2O3薄膜日盲光电探测器在254 nm紫外光（40 μW/cm2）照射、5 V偏压下，展现出1.68×102的光暗电流比、77.2 mA/W的响应度、2.85×1012 Jones的比探测率及37.8%的外量子效率，并具有不同偏压与光照强度驱动下的稳定光开关特性。所实现的镁掺杂ε-Ga2O3日盲光电探测器有望推动亚稳态Ga2O3光电器件的相关发展。

    关键词： 金属有机化学气相沉积、日盲、镁掺杂剂、磁控溅射、ε-氧化镓

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纳米多孔GaN分布布拉格反射镜上Ga2O3/Eu外延薄膜的制备与光电性能

    摘要： 采用掺杂选择性电化学蚀刻工艺制备的高反射率（*92%）纳米多孔氮化镓分布式布拉格反射镜（DBR），通过脉冲层沉积法在其上沉积了铕掺杂β-氧化镓薄膜。结构与化学成分分析表明，经空气环境900℃退火的薄膜具有最佳结晶质量与最高光致发光（PL）效率。β-氧化镓:铕薄膜与DBR镜面的外延关系为Ga2O3(201)∥GaN(0001)，Ga2O3[010]∥GaN[1210]。相较于参考模板上的铕掺杂氧化镓薄膜，DBR镜面上的900℃退火薄膜光致发光强度提升约20倍，该性能增强归因于埋入式DBR镜面的光耦合增强效应。由于退火薄膜具备优良电学特性，所制备的DBR衬底为开发系列稀土掺杂氧化镓光电器件奠定了基础。

    关键词： 氧化镓/铕，光电特性，脉冲层沉积，分布式布拉格反射器，纳米多孔氮化镓

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用不同合成工艺实现氧化镓薄膜的优化生长

    摘要： 本文研究了在保持特定表面积内强均匀性的同时，制备高质量氧化镓(Ga?O?)薄膜的优化溅射条件。研究还分析了氧化镓(Ga?O?)薄膜的晶体结构和形貌。我们全面考察了两种不同的Ga?O?合成工艺：(1)采用射频(RF)磁控溅射技术的直接沉积法；(2)氮化镓(GaN)样品的热氧化法。针对每种合成工艺，从材料表征、表面分析和电学性能等方面进行了详细对比。运用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线衍射(XRD)等技术研究了各样品上的氧化镓(Ga?O?)外延层。分析发现所有样品均存在结合能在21-21.38 eV范围内的Ga?O?化合物。根据合成工艺不同，RF溅射法制备的薄膜厚度为20-100 nm，热氧化法最大可达400 nm。此外观测显示，热氧化后Ga?O?不仅在表面形成，也存在于氮化镓(GaN)薄膜内部。退火处理后各样品表面均呈现晶体特征，XRD分析表明退火样品中存在β相变体。经全面表征后，射频溅射技术因其更高的纯度水平及通过沉积时升温形成多晶结构的能力而表现更优。

    关键词： 超高压射频磁控溅射、氧化镓、热氧化、表征

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 前驱体浓度和生长时间对雾化化学气相沉积法制备的α-Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>薄膜表面形貌与结晶度的影响

    摘要： 采用雾化化学气相沉积法（mist CVD）在c面蓝宝石衬底上制备了超宽禁带半导体氧化镓（Ga2O3）单晶薄膜。所生长的β-Ga2O3薄膜具有低表面粗糙度特征，我们通过原子力显微镜和X射线衍射对其初始晶体生长相进行了表征。通过改变前驱体浓度，实现了薄膜表面粗糙度与结晶度的调控。β-Ga2O3薄膜的晶格常数在初始生长阶段与单晶基本匹配，证实该薄膜呈异质外延生长模式。最后发现该体系中的雾化CVD工艺可能具有极短的孕育期。

    关键词： 氧化镓，表面形貌，结晶度，前驱体浓度，喷雾化学气相沉积，外延生长，宽禁带半导体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于α/β相结的自供电日盲光电探测器

    摘要： 近期，自供电型Ga2O3基日盲光电探测器因设备节能、小型化和高效能需求增长而备受关注。由于p型掺杂存在重大挑战，构建理想的Ga2O3基p-n结器件结构仍具难度。虽然异质结自供电器件前景可期，但存在两大致命缺陷：（1）异质结材料带隙较窄导致非日盲区光敏性；（2）晶格失配造成外延膜质量欠佳。针对Ga2O3多种多晶型态，我们提出构建α/β相结结构用于自供电日盲光电探测器，α相与β相Ga2O3间较小的晶格失配及相近的带隙将解决上述问题。α/β-Ga2O3相结预期形成II型能带排列，促进光生载流子分离并通过结区转移至对应电极。本研究通过低成本简便的水热法与后退火处理工艺，制备出具有厚度可控β-Ga2O3壳层的垂直排列纳米棒阵列α/β相结。成功构建了固态型和光电化学型两种自供电α/β-Ga2O3相结探测器，分析表明该探测器无需偏压即可高效检测日盲信号。本工作证实α/β-Ga2O3相结在自供电日盲光电探测器中的应用价值，其不仅节能高效，更能在无外接电源情况下长期适用于太空、南北极等严苛环境。

    关键词： 日盲光电探测器、相结、氧化镓、α/β相结、自供电

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019 FISE-IEEE/CIGRE会议 - 能源转型实践（FISE/CIGRE） - 哥伦比亚麦德林（2019.12.4-2019.12.6）] 2019 FISE-IEEE/CIGRE会议 - 能源转型实践（FISE/CIGRE） - 通过公用事业级光伏与储能实现碳减排：杜克能源进步公司/卡罗莱纳州案例研究

    摘要： 通过金属有机气相外延法，在单晶、镁掺杂的半绝缘(100)β-Ga2O3衬底上生长了锡掺杂的(100)β-Ga2O3外延层。制备并表征了具有2微米栅长(LG)、3.4微米源漏间距(LSD)和0.6微米栅漏间距(LGD)的氧化镓基金属氧化物半导体场效应晶体管。器件在关态下可承受230V的栅漏电压，其栅漏电场强度达到3.8MV/cm，这是所有晶体管中报道的最高值，超过了体相氮化镓和碳化硅的理论极限?；诓季?、工艺和材料优化，对未来迭代产品的性能提升进行了预测。

    关键词： 金属有机气相外延（MOVPE）、β-氧化镓（β-Ga2O3）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFETs）、功率半导体器件

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高掺杂单晶衬底上β-Ga?O?肖特基势垒二极管的温度依赖电学特性

    摘要： 在高度掺杂的单晶衬底上制备了β相氧化镓（β-Ga2O3）肖特基势垒二极管，通过正向/反向电流密度-电压及电容-电压特性测试全面研究了其温度依赖性电学特性。肖特基势垒高度与理想因子均呈现温度依赖行为，揭示了界面缺陷导致的势垒界面非均匀性。将电压依赖的肖特基势垒引入热电子发射理论后，可进一步验证非均匀势垒模型。此外，由于材料和表面质量良好，反向漏电流主要由体区漏电流主导，并测得了单位距离漏电流值。这些结果可为设计基于高掺杂衬底或外延层的高效β-Ga2O3电子/光电器件提供重要参考。

    关键词： 功率电子学，肖特基势垒二极管，宽禁带材料，氧化镓

    更新于2025-09-22 21:21:08

  • 基于超宽禁带Ga?O?半导体材料的功率场效应晶体管研究进展

    摘要： 作为一种极具潜力的超宽禁带半导体，氧化镓（Ga?O?）近年来受到越来越多的关注。其高理论击穿电场强度（8兆伏/厘米）、超宽禁带宽度（约4.8电子伏特）以及优异的巴利加优值（BFOM），使它成为下一代高功率电子器件（包括二极管和场效应晶体管FET）的潜在候选材料。本文介绍了Ga?O?单晶的基本物理特性，综述了基于Ga?O?的场效应晶体管的最新研究进展。此外，还总结并比较了各类FET结构，初步揭示了Ga?O?的潜力。最后，分析了基于Ga?O?的FET在功率电子应用中的前景。

    关键词： 超宽带隙半导体、场效应晶体管（FET）、功率器件、氧化镓（Ga?O?）

    更新于2025-09-23 02:06:39

  • 采用NH<sub>3</sub>等离子体预处理的远程等离子体增强原子层沉积法制备氧化镓薄膜

    摘要： 采用三甲基镓（TMG）和氧等离子体作为前驱体，通过远程等离子体增强原子层沉积（RPEALD）法制备出高质量氧化镓（Ga2O3）薄膜。通过在衬底上引入原位氨等离子体预处理，显著提升了Ga2O3薄膜在硅和氮化镓衬底上的沉积速率，在250°C时分别达到0.53 ?/循环和0.46 ?/循环。沉积速率的提升归因于氨预处理后衬底表面生成更多羟基（–OH），该过程不影响氧化物的化学计量比和表面形貌，仅通过提高反应位点密度来改变衬底表面状态。在氮化镓晶圆上沉积的Ga2O3薄膜在250°C即实现晶化，且清晰观察到Ga2O3与GaN之间的外延界面。这对通过高质量钝化降低界面态密度具有潜在重要意义。

    关键词： 反应等离子体增强原子层沉积，氨等离子体，氧化镓，钝化

    更新于2025-09-23 02:09:39