Stable Ga2O3 soft x-ray detector with ultrahigh responsivity

响应度 X射线探测器 探测器 光电子学 光电导性 材料科学 软X射线 同步加速器 辐照 平版印刷术 光学 同步辐射 物理 光电探测器 激光器 核物理学
作者
Shunjie Yu,Yan Liu,Xiaohu Hou,Mengfan Ding,Yanni Zou,Yong Guan,Zhao Wu,Xiaolong Zhao,Qin Hu,Guangwei Xu,Shibing Long
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:124 (18) 被引量:5
标识
DOI:10.1063/5.0204816
摘要

Soft x-ray detectors play crucial roles in biology, chemistry, and lithography. Current soft x-ray detectors suffer from insufficient responsivity (R), excessively large cell area, and limited stability. Here, the β-Ga2O3 soft x-ray detector is constructed, and the effects of varying the sensitive layer thickness and voltage on the soft x-ray detection characteristics of the device are explored. Meanwhile, the mechanism of the multiplication ionization process from soft x-ray and the photoconductivity gain on the photoresponse performance of the device are analyzed. The device obtains the R up to 3.05 × 103 A/W under 300 eV soft x-ray irradiation at the synchrotron beamline, which is about 1.19 × 104 times higher than that of the conventional device. The Ga2O3 device also maintains stable operation under long-term irradiation and multicycle switching. These results indicate that Ga2O3 is an ideal candidate material for soft x-ray detection, which has great potential for applications such as imaging of biological cells.
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