近日,安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院唐曦教授課題組在氮化鎵基紫外光探測器領(lǐng)域取得新研究進展,研究成果“Temperature enhanced responsivity and speed in an AlGaN/GaN metal-heterostructure-metal photodetector”發(fā)表在期刊《Applied Physics Letters》上。安徽大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院為論文第一通訊單位,該院唐曦教授、深圳大學(xué)李百奎研究員、香港科技大學(xué)王建農(nóng)教授為共同通訊作者。
基于第三代半導(dǎo)體氮化鎵材料的紫外光探測器已經(jīng)逐步實現(xiàn)商用化。主要的技術(shù)路線為基于PIN結(jié)構(gòu)的光電二極管以及基于金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)結(jié)構(gòu)的光電探測器。但無論采用哪種結(jié)構(gòu),由于氮化鎵直接帶隙的特性和較高的載流子復(fù)合率,氮化鎵基紫外探測器的光電流在高溫下會顯著下降,限制了其在高溫環(huán)境中的運用。
該工作中發(fā)明的探測器,具有一種新穎的金屬-異質(zhì)結(jié)-金屬(metal-heterostructure-metal or MHM)的橫向器件結(jié)構(gòu),發(fā)揮氮化鎵異質(zhì)結(jié)的自發(fā)極化的特性,在異質(zhì)結(jié)界面處產(chǎn)生的極化電場可以從空間上將光生電子空穴對分離開來,抑制了載流子復(fù)合率,從而達到了在高溫下顯著提升光電流的目標。該氮化鎵異質(zhì)結(jié)紫外光探測器成功實現(xiàn)了在250攝氏度高溫下千赫茲速率的紫外光信號探測。
該工作得到了國家自然科學(xué)基金(62074103)、安徽省留學(xué)回國人員創(chuàng)新計劃項目(2021LCX007 and 2021LCX029)、安徽大學(xué)高層次人才啟動基金等的支持。
文章鏈接: https://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/5.0054612
新聞鏈接:http://wky.ahu.edu.cn/2021/0714/c15639a265012/page.htm
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