Transistor fot bipolar de heterounión p-NiO/n-Ga₂O₃/p-Si con alta responsividad y eficiencia cuántica externa

WANG Zhe ,  

CHENG Siyuan ,  

LI Yihan ,  

ZHANG Zhao ,  

KONG Hao ,  

LI Mingkun ,  

DONG Xin ,  

摘要

Los detectores de fotones ultravioleta ciegos al sol pueden aprovechar la absorción del ozono atmosférico para lograr un ruido de fondo ultra bajo, con amplias perspectivas de aplicación en los campos militar y civil. Sin embargo, los detectores tradicionales presentan señales débiles de detección ultravioleta ciega al sol y baja responsividad. En este artículo, se construyó un transistor fot bipolar de heterounión Si/Ga₂O₃/NiO sobre sustrato de Si, donde Si actúa como colector, óxido de galio (Ga₂O₃) como base, y óxido de níquel (NiO) como emisor. Los resultados de difracción de rayos X y microscopía de fuerza atómica muestran que la película de Ga₂O₃ preparada sobre el sustrato de Si mediante deposición química en fase vapor metalorgánica (MOCVD) es policristalina con una planitud superficial excelente, y que su crecimiento epitaxial sigue el modelo de Volmer-Weber, mientras que la película de NiO depositada por pulverización catódica magnetrónica RF sobre la película de Ga₂O₃ es amorfa y con una superficie rugosa. Bajo una intensidad de luz de 254 nm y 200 μW/cm², con un voltaje de trabajo de 15 V, la responsividad fotoeléctrica del dispositivo alcanza 4×10³ A/W, y la eficiencia cuántica externa llega a 1.9×10⁶ %, demostrando una alta capacidad para detectar señales ultravioleta ciegas al sol débiles. Este estudio aprovecha el mecanismo inherente de amplificación de corriente del transistor, proporcionando ideas innovadoras para el diseño y fabricación de detectores fotovoltaicos ultravioleta ciegos al sol de alto rendimiento basados en Ga₂O₃.

关键词

deposición química en fase vapor metalorgánica;óxido de galio;detección ultravioleta ciega al sol;transistor fot bipolar de heterounión;sustrato de silicio

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