An efficient MSM UV photodetector with an ultra-low dark current enhanced by a back to back TiO2/PbTiO3 PN heterojunction

光电探测器 暗电流 材料科学 光电子学 异质结 铁电性 钙钛矿(结构) 带隙 半导体 化学 结晶学 电介质
作者
Yupeng Zhang,Ruiheng Zhou,Shengping Ruan,Yan Ma,Caixia Liu,Yu Chen,Jingran Zhou
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (13) 被引量:8
标识
DOI:10.1063/5.0157608
摘要

A TiO2 MSM UV photodetector has been extensively researched and exhibits many good properties such as stability and a large ratio of light to dark current. However, it suffers from a high dark current and slow response and recovery. In this work, an MSM UV photodetector based on a TiO2/PbTiO3 heterojunction was fabricated by a sol-gel method. Spontaneous polarization of ferroelectric perovskite PbTiO3 can deplete carriers and accelerate the separation and transport of photo-generated carriers. The photodetector showed enhanced performances, including an ultra-low dark current (1.146 19 × 10−11 A), an improving ratio of light to dark current, as well as short response and recovery times (decreasing to 65 and 81 ms). These results indicate the potential in the combination of ferroelectric perovskite PbTiO3 with traditional wide bandgap semiconductor materials to fabricate high-performance UV photodetectors.
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