A self-powered radiation detector based on AlScN/SiC heterojunction structure

光学 探测器 材料科学 辐射 光电子学 粒子探测器 异质结 物理
作者
Chong Chen,Yuping Jia,Xiaojuan Sun,Mingrui Liu,Jianwei Ben,Zhiming Shi,Shunpeng Lü,Ke Jiang,Tong Wu,X. Z. Cui,Yin Yin,Dabing Li
出处
期刊:Optics Letters [The Optical Society]
卷期号:50 (4): 1265-1265
标识
DOI:10.1364/ol.547220
摘要

Conventional SiC alpha particle radiation detectors typically operate under an applied bias of tens to hundreds of volts. This study introduces a self-powered alpha particle detector using an AlScN/SiC heterojunction structure. By optimizing the thickness of the AlScN film, the detector achieves a low dark current (1.3 nA/cm 2 at −40 V). Three distinct alpha particle peaks are observed with energy resolutions of 3.7%, 4.2%, and 3.3% for 239 Pu, 241 Am, and 244 Cm, respectively, without external bias. The self-powered capability results from the type II heterojunction between AlScN and SiC, where the hole potential well at the AlScN/SiC interface accumulates holes and enables electron multiplication. The collection of additional current generated by supplementary electrons during transport enhances detection performance without applied bias. This study elucidates the underlying mechanism and proposes an effective strategy to advance SiC-based radiation detection.
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