银纳米颗粒复合非晶氧化镓光电探测器的制备与研究

Abstract

氧化镓（Ga2O3）因其合适的禁带宽度（4.5~5.3 eV）在深紫外探测方面具有天然的优势。本文利用常温磁控溅射技术在非晶Ga2O3薄膜表面溅射银纳米颗粒，制备出简易的深紫外光电探测器。结果表明，在5 V偏压下，探测器的暗电流低至94 fA，光暗电流比高达5.9×105，254 nm/365 nm波长抑制比达到1.6×104，探测率为2×1014 Jones（探测率单位），且该探测器在不同电压和不同光强下都能快速且稳定地响应。该探测器优异的深紫外光探测表现与引入的金属银纳米颗粒密切相关。一方面，银纳米颗粒与Ga2O3薄膜间的肖特基势垒的形成有助于减小非晶Ga2O3的暗电流；另一方面，银纳米颗粒的表面等离子振动有助于增强Ga2O3对紫外光的吸收，且紫外光照下银纳米颗粒会产生大量的热载流子使得热电子有足够的能量克服银纳米颗粒与Ga2O3薄膜间的肖特基势垒，使得探测器的光电流增加。本文工作为实现具有低暗电流和高光暗电流比的深紫外光电探测器提供了一种可行的方法。