Быстродействующие детекторы УФ-излучения на основе пленок Ga2O3
Программа развития Томского государственного университета (Приоритет-2030), 2.5.4.25 МЛ
Алмаев Д.А.1,2, Цымбалов А.В.1, Копьев В.В.1
1Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
2Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томск, Россия

Email: almaev001@mail.ru
Поступила в редакцию: 26 марта 2025 г.
В окончательной редакции: 6 мая 2025 г.
Принята к печати: 30 июня 2025 г.
Выставление онлайн: 21 октября 2025 г.
Исследовано влияние температуры отжига в атмосфере Ar и времени роста пленок оксида галлия на электрические и фотоэлектрические характеристики структур Pt/Ga2O3. Пленки оксида галлия были получены методом ВЧ-магнетронного распыления на сапфировых подложках с базовой ориентацией (0001). Пленки Ga2O3 характеризуются высокой прозрачностью в длинноволновом УФ (UVA) и видимом (VIS) диапазонах T > 80 %. Максимальная фоточувствительность характерна для отожженных структур при 900 oC с толщиной активной области d = 190 nm. Значения токовой монохроматической чувствительности и отношения сигнал/шум составили 134 mA/W и 5.2· 105 a. u. соответственно при напряжении 100 V. Структуры характеризуются высоким быстродействием, наименьшие времена отклика и восстановления при напряжении 10 V составили 2.1 и 0.6 ms соответственно. Ключевые слова: фотодетектор, оксид галлия, ВЧ-магнетронное распыление, УФ-излучение, быстродействие.
- Z. Fei, Z. Chen, W. Chen, S. Chen, Z. Wu, X. Lu, G. Wang, J. Liang, Y. Pei. J. Alloys Compounds, 925, 166632 (2022). DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.166632
- J.A. Spencer, A.L. Mock, A.G. Jacobs, M. Schubert, Y. Zhang, M.J. Tadjer. Appl. Phys. Rev., 9, 011315 (2020). DOI: 10.1063/5.0078037
- T. Zhao, H. He, C. Wu, L. Lai, Y. Ma, H. Yang, H. Hu, A. Liu, D. Guo, S. Wang. ACS Appl. Nano Mater., 6 (5), 3856 (2023). DOI: 10.1021/acsanm.2c05499
- S.J. Pearton, J. Yang, P.H. Cary, F. Ren, J. Kim, M.J. Tadjer, M.A. Mastro. Appl. Phys. Rev., 5 (1), 011301 (2018). DOI: 10.1063/1.5006941
- D. Kaur, M. Kumar. Adv. Opt. Mater., 9 (9), 2002160 (2021). DOI: 10.1002/adom.202002160
- H. Zhai, Z. Wu, Z. Fang. Ceram. Intern., 48 (17), 24213 (2022). DOI: 10.1016/j.ceramint.2022.06.066
- X. Chen, F. Ren, S. Gu, J. Ye. Photon. Res., 7 (4), 381 (2019). DOI: 10.1364/PRJ.7.000381
- X. Hou, Y. Zou, M. Ding, Y. Qin, Z. Zhang, X. Ma, P. Tan, S. Yu, X. Zhou, X. Zhao, G. Xu, H. Sun, S. Long. J. Phys. D: Appl. Phys., 54 (4), 043001 (2020). DOI: 10.1088/1361-6463/abbb45
- T.S. Moss, G.J. Burrell, B. Ellis. Semiconductor Opto-Electronics (Halsted Press Division, Wiley, 1973), р. 441
- V.M. Kalygina, A.V. Tsymbalov, P.M. Korusenko, A.V. Koroleva, E.V. Zhizhin. Crystals, 14 (3), 268 (2024). DOI: 10.3390/cryst14030268
- V. Kalygina, A. Tsymbalov, A. Almaev, Ju. Petrova, S. Podzyvalov. Physica Status Solidi B: Basic Res., 259 (2), 2100341 (2021). DOI: 10.1002/pssb.202100341
- X. Gao, T. Xie, J. Wu, J. Fu, X. Gao, M. Xie, H. Zhao, Y. Wang, Z. Shi. Appl. Phys. Lett., 125 (17), 172103 (2024). DOI: 10.1063/5.0227397
- S. Zhou, X. Peng, H. Liu, Z. Zhang, L. Ye, H. Li, Y. Xiong, L. Niu, F. Chen, L. Fang, C. Kong, W. Li, X. Yang, H. Zhang. Opt. Mat. Expr., 12 (1), 327 (2022). DOI: 10.1364/OME.449496
- L. Li, C. Li, S. Wang, Q. Lu, Y. Jia, H. Chen. J. Semiconductors, 44 (6), 062805 (2023). DOI: 10.1088/1674-4926/44/6/062805
- M. He, Q. Zeng, L. Ye. Crystals, 13 (10), 1434 (2023). DOI: 10.3390/cryst13101434
- J. Wang, L. Ye, X. Wang, H. Zhang, L. Li, C. Kong, W. Li. J. Alloys Compounds, 803, 9 (2019). DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.06.224
- C. Wang, W.-H. Fan, Y.-C. Zhang, P.-C. Kang, W.-Y. Wu, D.-S. Wuu, S.-Y. Lien, W.-Z. Zhu. Ceram. Intern., 49 (7), 10634 (2023). DOI: 10.1016/j.ceramint.2022.11.251
- K. Arora, N. Goel, M. Kumar, M. Kumar. ACS Photonics, 5 (6), 2391 (2018). DOI: 10.1021/acsphotonics.8b00174
- A.Y. Polyakov, E.B. Yakimov, I.V. Shchemerov, A.A. Vasilev, A.I. Kochkova, V.I. Nikolaev, S.J. Pearton. J. Phys. D: Appl. Phys., 58 (6), 063002 (2025). DOI: 10.1088/1361-6463/ad8e6e
- S. Cui, Z. Mei, Y. Zhang, H. Liang, X. Du. Adv. Opt. Mat., 5 (19), 1700454 (2017). DOI: 10.1002/adom.201700454
- C. Zhou, K. Liu, X. Chen, J. Feng, J. Yang, Z. Zhang, L. Liu, Y. Xia, D. Shen. J. Alloys Compounds, 840, 155585 (2020). DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.155585
- A. Almaev, V. Nikolaev, V. Kopyev, S. Shapenkov, N. Yakovlev, B. Kushnarev, A. Pechnikov, J. Deng, T. Izaak, A. Chikiryaka, M. Scheglov, A. Zarichny. IEEE Sensors J., 23 (17), 19245 (2023). DOI: 10.1109/JSEN.2023.3297127