High-performance AlGaN metal–semiconductor–metal solar-blind ultraviolet photodetectors by localized surface plasmon enhancement

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作者
Wei Zhang,Jin Xu,Wei Ye,Li Yang,Zhiqiang Qi,Jiangnan Dai,Zhihao Wu,Changqing Chen,Jun Yin,Jing Li,Hao Jiang,Yanyan Fang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:106 (2) 被引量:120
标识
DOI:10.1063/1.4905929
摘要

AlGaN-based solar-blind ultraviolet photodetectors have attractive potential applications in the fields of missile plume detection, biochemical sensing, solar astronomy, etc. In this work, significant deep ultraviolet detection enhancement is demonstrated on AlGaN-based metal–semiconductor–metal (MSM) solar-blind ultraviolet photodetectors by introducing the coupling of localized surface plasmon from Al nanoparticles with the high-Al-content AlGaN epilayer. The size-controlled Al nanoparticle arrays fabricated by nanosphere lithography can not only reduce the detectors' dark current but also bring about greatly enhanced responsivity. The peak responsivity of AlGaN-based MSM solar-blind ultraviolet photodetectors with Al nanoparticles can reach 2.34 A/W at 269 nm under 20 V bias, enhanced more than 25 times than that without Al nanoparticles. Our approach shows an efficient fabrication technique of high-performance and low-cost plasmonic enhanced AlGaN solar-blind MSM ultraviolet photodetectors.
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