具有Mg_0.472Zn_0.528O/Mg_0.447Zn_0.553O双层结构的MgO基板上的高性能太阳盲紫外线探测器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体物理 半导体物理
• 光电学是指光电子产品.

背景情况:

• 基于金属有机框架 (MOF) 的传感器正在探索它们在气体检测方面的潜力.
• 高灵敏和选择性气体传感器的开发对于环境监测和工业安全至关重要.

研究的目的:

• 调查不同顶部MgZnO层厚度对MgZnO/MgZnO双层紫外线探测器UV响应特征的影响.
• 优化设备结构,以提高深紫外线检测灵敏度和信号噪声比.

主要方法:

• 使用脉冲激光沉积 (PLD) 在MgO基板上制造MgZnO/MgZnO双层紫外线探测器.
• 顶部MgZnO层厚度的系统变化.
• 在不同偏差电压下,对紫外线响应,暗电流和信号噪声比的描述.

主要成果:

• 30纳米顶层的MgZnO/MgZnO双层探测器显示了高深紫外线响应 (21.3 A/W在265纳米),低暗电流 (66.9 pA) 和高信号噪声比 (2.8 × 10^5) 在25 V.
• 66.7纳米的顶层在255纳米时产生了228.8 A/W的峰值响应,在20 V时的信号噪声比为10573 ,归因于混合相MgZnO.
• 底层的高Mg成分减少了暗电流,而2DEG效应和混合相放大增强了紫外线响应.

结论:

• 与单层设备相比,双层MgZnO/MgZnO结构显著提高了深紫外线检测能力.
• 优化的MgZnO/MgZnO探测器表现出与AlGaN/AlGaN探测器可比的性能,用于微弱深紫外线光的探测.
• 该研究强调了基于MgZnO的异构结构在敏感和选择性紫外线传感应用中的潜力.