최근 몇 년간, 자가 구동 자외선 광전 탐지기는 외부 바이어스 없이 작동할 수 있어 군사 및 민간 분야에서 연구의 중심이 되고 있습니다. 바륨 타이타네이트(BTO)는 넓은 밴드갭의 강유전체 재료로서 우수한 강유전성, 압전성 및 열전 특성을 가지며, 광생성 전하 운반자를 분리하기 위해 고유 자발 분극장을 생성하여 자가 구동 자외선 광전 탐지를 실현할 수 있습니다. 현재까지 BTO 기반 자가 구동 광전 탐지기는 큰 발전을 이루었으나, 고품질 단결정 재료를 제외하고 보고된 장치들은 대체로 낮은 감도(10^-8~10^-7 A·W^-1)를 보입니다. 본 논문은 저비용 RF 스퍼터링 기술을 이용하여 고성능 NiO/BTO/ITO p-i-n 이종구조 자가 구동 자외선 광전 탐지기를 제작하였습니다. BTO의 강유전 탈분극장과 p-i-n 접합의 내장 전기장을 결합함으로써 광생성 전하 운반자의 분리 및 이동을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 따라서, 양극 분극 상태에서 255 nm 파장의 자외선 조사 시, 이 장치의 감도는 3.4×10^-5 A·W^-1에 달하며 이는 기존에 보고된 비정질 및 세라믹 BTO 기반 자외선 광전 탐지기보다 훨씬 높은 수치입니다. 또한, 이 장치는 0.3 s/0.4 s의 빠른 응답 시간을 갖습니다. 본 연구는 BTO 광전 탐지기의 성능 향상을 위한 새로운 전략을 제공합니다.

바륨 타이타네이트;강유전 분극;자가 구동;자외선 광전 탐지기;p-i-n 접합;탈분극장