[发明专利]基于氧化镓异质结结构的紫外光电探测器及其制备方法

说明书

本发明属于紫外光电探测器技术领域，具体涉及基于氧化镓异质结结构的紫外光光电探测器及其制备方法，包括α‑Ga₂O₃/β‑Ga₂O₃异质结纳米片阵列、ITO透明导电玻璃以及Ti/Au薄膜电极，α‑Ga₂O₃/β‑Ga₂O₃异质结纳米片是由α‑Ga₂O₃纳米片作为内核，β‑Ga₂O₃作为外壳包裹于α‑Ga₂O₃纳米片外围构成。本发明的紫外光电探测器件性能稳定，反应灵敏，暗电流小，具有很好的紫外光电响应。且制备方法具有工艺可控性强，操作简单，普适性好等特点，有望在自供电火焰探测，高压线电晕、导弹羽辉等领域得到广泛应用，具有很好的推广价值。

技术领域

本发明属于紫外光电探测器技术领域，具体涉及基于氧化镓异质结结构的紫外光光电探测器及其制备方法。

技术背景

目前，已商业化的半导体紫外探测器主要基于SiC、GaN和ZnO等宽禁带半导体无机材料，这类探测器不是基于“日盲型”探测，容易被太阳光所干扰，对弱信号的处理能力比较弱，使其应用受到限制。而β-Ga₂O₃是一种具有深紫外特性的半导体材料，200nm的β-Ga₂O₃薄膜在紫外光区域能达到80％以上的透过率，弥补了传统TCO材料在深紫外区域透过性低的缺点，可用于制作“日盲型”的深紫外光电器件，在高压线电晕探测，制导，大气环境质量监测，紫外光通讯，灾害天气预报，天际通信领域等得到广泛应用。

氧化镓有六种同分异构体，分别为α，β，γ，ε，κ和δ相，其中β-Ga₂O₃为单斜晶系，属于最稳定的相，α-Ga₂O₃为三方晶系，稳定性次之，当两者结合形成异质结时，在界面处形成第二类型的能带排列，使载流子在界面处发生快速分离，在光电器件领域具有广泛的应用。氧化镓异质结结构的制备主要有液相法、磁控溅射法和化学气相沉积法等。化学气相沉积法，是利用气态物质在固体表面进行化学反应，生成固态淀积物的过程。化学气相法具有装置简单，所用原料成本低，容易实现大规模工业化生产等优越性。

目前，如何在现有基础上研发改进氧化镓异质结，且制备方法简单，易实现工业化，并使其应用于光电器件，具有优异的光电性能，是亟待我们进一步研究解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种灵敏度高、稳定性好、响应时间短、具有日盲特性的基于氧化镓异质结结构的紫外光光电探测器及其制备方法。

本发明的技术方案为：一种基于氧化镓异质结结构的紫外光电探测器，其特征在于，包括α-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃异质结纳米片阵列、ITO透明导电玻璃以及Ti/Au薄膜电极，α-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃异质结纳米片是由α-Ga₂O₃纳米片作为内核，β-Ga₂O₃作为外壳包裹于α-Ga₂O₃纳米片外围构成。

具体地，所述α-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃异质结纳米片阵列是由若干α-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃异质结纳米片和掺镍氧化镓籽晶层构成，所述掺镍氧化镓籽晶层位于ITO透明导电玻璃和α-Ga₂O₃/β-Ga₂O₃异质结纳米片之间。