Forskere skaber en UV-detektor baseret på nanokrystaller syntetiseret via ionimplantation

Forskere ved Lobachevsky University har arbejdet i flere år på at udvikle solblinde fotodetektorer, der opererer i UV-spektralbåndet. Inden for elektronisk teknologi, det er en vigtig opgave, da sådanne anordninger afbryder emission med en bølgelængde højere end 280 nm, som hjælper med at undgå interferens fra sollys og til at registrere UV-emission i dagslys.

"På grund af deres høje følsomhed over for dyb UV-emission og ufølsomhed over for sollys, solblinde fotodetektorer giver en bred vifte af vigtige applikationer, herunder opdagelse af ozonskader, jetmotorovervågning og flammedetektion, " siger Alexey Mikhaylov, leder af laboratoriet på UNN Physics and Technology Research Institute.

De vigtigste materialer til fremstilling af solblinde fotodetektorer er halvledere med brede mellemrum. Nizhny Novgorod videnskabsmænd, sammen med indiske kolleger, overveje Ga ₂ O ₃ at være en lovende halvleder med et båndgab på 4,4-4,9 eV, som afbryder emission med bølgelængder højere end 260-280 nm, og er i stand til at detektere emission i det dybe ultraviolette område.

De eksisterende metoder til Ga ₂ O ₃ syntese er ret kompliceret og uforenelig med konventionelle siliciumteknologier. Derudover lagene opnået ved sådanne metoder har ofte mange defekter. Syntesen af ​​Ga ₂ O ₃ nanokrystaller ved hjælp af ionimplantation, den grundlæggende teknologi i moderne elektronik, åbner op for nye muligheder for at skabe solblinde fotodetektorer.

Den spektrale afhængighed af fotorespons for denne fotodetektor viser fremragende solblind ultraviolette egenskaber i bølgelængdeområdet 250-270 nm, den har også en høj responsivitet på 50 mA/μW. Fotodetektorens mørkestrøm er ret lav og beløber sig til 0,168 mA.

Processen med at skabe en sådan detektor involverer syntesen af ​​Ga ₂ O ₃ nanokrystaller i en Al2O3-film på silicium ved ionimplantation. Detektoren opnået ved denne metode er blevet realiseret af forskerne for første gang i verden.

Dermed, det fælles arbejde af det internationale team af forskere fra Lobachevsky University, det indiske teknologiske institut Jodhpur og det indiske teknologiske institut Ropar har demonstreret muligheden for at fremstille fotodetektorer, der afskærer solstråling (solar-blinde fotodetektorer), der er i stand til at arbejde i det dybe ultraviolette område og har de egenskaber, der ikke er ringere end de eksisterende analoger." Ved at producere sådanne fotodetektorer ved hjælp af ionimplantation, det vil være muligt at anvende de eksisterende siliciumteknologier og tilpasse dem til fremstillingen af ​​den nye generation af udstyr, " slutter Alexey Mikhaylov.