中國科大在日盲紫外探測領域研究中取得進展

　　中新網(wǎng)合肥10月15日電 (記者 吳蘭)記者15日從中國科學技術大學獲悉，該校微電子學院龍世兵教授課題組在氧化鎵日盲探測器研究中取得新的進展。相關研究成果在線發(fā)表在《先進材料》(Advanced Materials)雜志上。

　　日盲紫外光電探測器作為光譜探測不可或缺的部分，在導彈跟蹤、火災預警和深空探測等諸多關鍵應用場景中發(fā)揮著重要作用。在這些獨特的應用場景中，日盲紫外光電探測器將不可避免地面對極端惡劣的環(huán)境(如高溫、高電場、高輻射)。然而，傳統(tǒng)的硅基日盲紫外探測器對紫外光靈敏度低、熱穩(wěn)定性差，難以滿足苛刻環(huán)境下高靈敏探測的需求。因此，亟需開發(fā)一種具有較高環(huán)境耐受性的高性能日盲紫外探測器。

　　氧化鎵作為新興的超寬禁帶半導體材料，具有熱穩(wěn)定性好、禁帶寬度大、紫外吸收系數(shù)大、材料易加工等優(yōu)點，是日盲紫外探測較為理想的候選材料。目前，基于單晶氧化鎵材料的日盲紫外探測器面臨著成本高、規(guī)模小、隔離困難等問題。相比之下，非晶氧化鎵具有易制備、成本低、易集成等特點，使其對不同應用場景有著豐富的兼容性及設計自由度。然而，基于非晶氧化鎵材料開發(fā)高環(huán)境耐受性的高性能日盲紫外探測器還需解決其材料穩(wěn)定性差、缺陷密度高、漏電流大、持續(xù)光電導效應明顯等問題。

　　針對非晶氧化鎵材料的上述問題，該課題組通過缺陷及摻雜工程成功設計出高性能且耐極端環(huán)境的氧化鎵日盲紫外探測器。與常規(guī)非晶富鎵氧化鎵器件相比，工程化處理的器件暗電流降低107倍、探測率提升102倍)、響應速度提升102倍。同時，得益于子帶隙吸收的抑制，探測抑制比提升了105倍，顯示出器件優(yōu)異的光譜選擇性。此外，在高溫、高壓、高輻射等極端條件下，器件依然保持較高的探測性能。