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本文摘要:[[DexiaoGuo等人,ACSPhotonics,2018年11月1日在线发表]]。华南师范大学和北京大学研制了一种基于(100)硅上氮化镓(GaN)微丝阵列的紫外(UV)金属-半导体-金属(MSM)探测器。(本文于2018年11月1日在ACSPhotonics在线发布。 )在这项研究中,研究人员声称这种探测器比目前报道的大多数氮化镓纳米/微米线或薄膜紫外探测器具有更好的性能。该团队指出,它在光电子学和片上光电集成系统方面具有相当大的应用潜力。

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[[DexiaoGuo等人,ACSPhotonics,2018年11月1日在线发表]]。华南师范大学和北京大学研制了一种基于(100)硅上氮化镓(GaN)微丝阵列的紫外(UV)金属-半导体-金属(MSM)探测器。(本文于2018年11月1日在ACSPhotonics在线发布。

)在这项研究中,研究人员声称这种探测器比目前报道的大多数氮化镓纳米/微米线或薄膜紫外探测器具有更好的性能。该团队指出,它在光电子学和片上光电集成系统方面具有相当大的应用潜力。研究人员通过自上而下的技术创建水平微丝,与横向金属丝随机放置和不同直径或曲率的不均匀分布的波导生长方法相比,该技术可以建立更好的生产重复性。

此外,该技术增加了将该结构简单挤压到另一个基底上并去除层或其他简单工艺以降低生产成本的必要性。采用300纳米等离子体增强化学气相沉积法制备了2英寸低压(100)硅衬底,将二氧化硅层转化为3m的条纹。

硅表面被氢氧化钾湿转移,产生具有(111)晶面的梯形地下通道,使其呈现最不利于族氮化物生长的六方原子有序;然后用氢氟酸溶液去除氧化物。微线阵列通过使用300纳米绝缘缓冲剂的高压(100毫巴)金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备,然后掺杂到gan中(图1)。

识别导线和两个间距为20 m的镍/金肖特基电极,荧光实验显示有一个中心为364.5 nm (~ 3.4 eV)的尖锐高强度近带上提离峰,没有仔细观察到代表杂质和缺失的黄色闪光。图1: (a)图案化硅衬底上gan基微丝阵列示意图。典型的扫描电镜图像。

(c)c)GAn微丝的HR-tem图像。(d)产生的有序探测器的光学显微镜图像;标度100 m(e)探测器的标度图像;刻度20m .在2500Wcm-2325nm的激光功率和5.0 V的偏压下,电流为2.71mA;暗电流为1.3 A,灵敏度为2.08 10E5%。

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电流-光输出功率的相关性遵循0.995的功率指数。幂指数相似性1反映了氮化镓微丝的低密度陷阱态和良好的晶体质量;调用度按1.17x10e5a/w计算,外量子效率(EQE)为4.47x10E5;仅次于具体观察率的是10E16琼斯。研究人员声称,与目前报道的单个氮化镓纳米/微电子和纳米线阵列光电探测器相比,他们开发的紫外光电探测器具有紫外灵敏度低、低唤醒和低EQE的特点。

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图2:(a)GaN微丝的室温微荧光光谱;(b)暗(黑色曲线)和325nm紫外辐射(红色曲线)下的I-V特性;插画师,测试光电探测器原理图;(c)与光密度相关的伏安曲线;电流随光强而变化;(五)EQE涉及的呼叫度和波长曲线;和(f)取决于检测亲和力的特定功率密度曲线。该团队还在蓝宝石上制作了一个3mGaN层的对比装置。这些设备使用镍/金触点。

电极光刻用于与硅上的微布线器件相同的光掩模。灵敏度、呼叫度和EQE分别为2.77104% %、0.21a/w和0.80。

本文翻译自半导体-今日。如有错误,请批评指正。

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