中國科大在日盲紫外探測領(lǐng)域研究中取得進(jìn)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(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校微電子學(xué)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(jìn)展。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《先進(jìn)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(dǎo)彈跟蹤、火災(zāi)預(yù)警和深空探測等諸多關(guān)鍵應(yīng)用場景中發(fā)揮著重要作用。在這些獨(dú)特的應(yīng)用場景中，日盲紫外光電探測器將不可避免地面對(duì)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(duì)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(dǎo)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(diǎn)，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(diǎn)，使其對(duì)不同應(yīng)用場景有著豐富的兼容性及設(shè)計(jì)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(dǎo)效應(yīng)明顯等問題。

　　針對(duì)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(shè)計(jì)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(yīng)速度提升102倍。同時(shí)，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。