High-temporal dynamic β-Ga203 ultraviolet solar-blind photodetector via heteroepitaxy single crystalline film

材料科学 紫外线 光电探测器 分子束外延 光电子学 探测器 光学 外延 图层(电子) 纳米技术 物理
作者
Ziying Tang,Huying Zheng,Bicheng Wang,Lisheng Wang,Yaqi Wang,Runchen Wang,Zhiren Qiu,Xianghu Wang,Shichen Su,Lin Li,Hai Zhu
出处
期刊:Materials Today Physics [Elsevier BV]
卷期号:34: 101073-101073 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.mtphys.2023.101073
摘要

In this report, we successfully fabricate a high performance β-phase Ga203 single-crystalline film deep ultraviolet (DUV) solar-blind photodetector. The hybrid Ga/GaO buffer layer method is proposed to promote the quality of β-Ga203 film that hetero-grown on sapphire substrates using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE). Based on the 2-inch and smooth β-Ga203 single crystalline film, the solar-blind detector is constructed by interdigitated Au-electrode with metal-semiconductor-metal structure. The dark-state current of device is low as 40 pA, meanwhile the UV photon responsibility > 234 mA/W at peak of 219 nm. Moreover, the device exhibites an ultrafast transient characteristic for DUV signals with a fast-rising time of 3 μs and decay time of 23 μs. High contrast two-dimension scanning image has been recorded using such DUV photodetector as a sensor in an imaging system. The excellent performances of device could be attributed to the high crystalline quality of β-Ga2O3, and giant field mobility in Schottky junction. Our results present a significant step towards future application of two-dimension array DUV photodetector based on larger scale β-Ga203 heteroepitaxy film.
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