Zorlu Ortamlar İçin Ultra Hassas, Güneş Körü Fotodedektörler
Spektrum analizinin önemli bir parçası olarak, güneş-kör ultraviyole fotodedektörler (SBPD’ler) birçok alana uygulanmaktadır. Özel uygulamaları nedeniyle aşırı sıcaklık ve radyasyon gibi zorlu ortamlarla başa çıkmak zorundadırlar. Bu nedenle, geleneksel silikon-substrat SBPD’lerin yerine geçecek bir malzemeye ihtiyaç vardır.
Advanced Materials’da yayınlanan bir çalışmada, Çin Bilimler Akademisi’ne bağlı Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (USTC) Prof. Long Shibing liderliğindeki bir araştırma grubu, amorf galyum oksit (AGO) kullanan zorlu ortamlar için ultra hassas SBPD’ler geliştirdi.
Geniş bir bant aralığına ve ısı direncine sahip olan galyum oksit, SBPD’lerin hassasiyetini koruyabilir. Ayrıca AGO, kolayca üretilip entegre edilebildiği için iyi performans ve uyumluluk ile bulundu. AGO’nun düşük stabilite ve yüksek kusur yoğunluğu gibi eksikliklerinin üstesinden gelmek için araştırmacılar, yüksek toleranslı galyum oksit SBDP’ler tasarladılar.
Galyum açısından zengin AGO’nun tasarımı, yeniden kristalleştirme için tavlama ve doping takviyesi dahil olmak üzere kusur ve doping (DD) mühendisliği benimsendi. Galyum açısından zengin malzeme, yüksek tepkili bir akımın ve katkı takviyesinin tanıtılmasının anahtarıydı, nitrojen tavlaması ise kısmi yeniden kristalleştirme ve nano gözenek oluşturma gibi önlemlerle foto-tespit etmeye katkıda bulundu.
Araştırmacılar, galyum açısından zengin malzeme ve nano gözeneklerin güneş körü reaktif akımları yoğunlaştırdığını, kristalizasyon, kusur azaltma ve katkılama gibi önlemlerin ise karanlık akımları zayıflattığını buldular. Galyum oksit film, ısıtılmış nitrojen ile sertleştirildi ve hem fotoelektrik performanslarını hem de aşırı koşullara karşı toleransını artırdı.
DD mühendisliğine dayalı SBPD’ler, yüksek direnç gibi iyi performans gösterdi. Mühendislik süreçleri altındaki cihazlar, birçok açıdan üstün spektrum seçiciliği ve aşırı koşullar altında keskin hassasiyet gösterdi. Ultraviyole algılama alanında galyum oksitten yapılmış SBPD’ler kullanılır. DD mühendisliği, diğer fotoelektrik cihazları tasarlamanın yolunu açıyor.
Bu makale Zhang Nannan tarafından yazılmıştır.
Kaynak:
