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Pt/(InGa)2O3/n-Si Heterojunction-Based Solar-Blind Ultraviolet Photovoltaic Detectors with an Ideal Absorption Cutoff Edge of 280 nm

材料科学 响应度 光电子学 截止频率 吸收边 异质结 紫外线 吸收(声学) 切断 光电探测器 分析化学(期刊) 光学 带隙 物理 化学 复合材料 量子力学 色谱法
作者
Zhao Wang,Wei Zheng,Qichang Hu,Shengyou Lin,Yibing Wu,Dapeng Ye
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (37): 44568-44576 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acsami.1c13006
摘要

Ga2O3 is a popular material for research on solar-blind ultraviolet detectors. However, its absorption cutoff edge is 253 nm, which is not an ideal cutoff edge of 280 nm. In this work, by adjusting the ratio of In/Ga elements in the films, a high-quality (In0.11Ga0.89)2O3 film with an absorption cutoff edge of 280 nm was obtained, which owns a uniform surface and preferred orientation. On this basis, a solar-blind ultraviolet photovoltaic detector was constructed based on the Pt/(In0.11Ga0.89)2O3/n-Si heterojunction. When the device is exposed to 254 nm UV light, its open-circuit voltage (VOC) can reach 354 mV. Under 0 V bias, the device has a responsivity of 0.48 mA/W with a rise time of 0.47 s and a decay time of 0.37 s; under −7 V bias, the device achieves a responsivity of 16.96 mA/W with a rise time of 0.17 s and a decay time of 0.33 s. The spectral response characteristics of the device show that it has a selective response to solar-blind ultraviolet light (cutoff wavelength is 280 nm) with a rejection ratio (R254 nm/R310 nm), which is greater by more than two orders of magnitude. This work provides a good reference for adjusting the band gap of Ga2O3-based films and broadening their application fields.
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