Como parte crucial del análisis de espectro, los fotodetectores ultravioleta ciegos a la luz solar (SBPD, por sus siglas en inglés) se aplican a muchos campos. Debido a sus aplicaciones especializadas, tienen que hacer frente a entornos hostiles como temperatura y radiación excesivas. Por lo tanto, se necesita un sustituto de los SBPD tradicionales con sustrato de silicio.

En un estudio publicado en Advanced Materials , un grupo de investigación dirigido por el Prof. Long Shibing de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China desarrolló SBPD ultrasensibles para entornos hostiles utilizando óxido de galio amorfo (AGO).

El óxido de galio, que presenta una banda prohibida amplia y resistencia al calor, es capaz de preservar la sensibilidad de los SBPD. Además, se encontró que AGO tiene un buen rendimiento y compatibilidad, ya que se puede fabricar e integrar fácilmente.

Para superar las deficiencias de AGO, como la baja estabilidad y la alta densidad de defectos, los investigadores diseñaron SBDP de óxido de galio de alta tolerancia.

Se adoptó la ingeniería de defectos y dopaje (DD), incluido el diseño de AGO rico en galio, el recocido para la recristalización y el dopaje complementario. El material rico en galio fue la clave para una corriente de alta respuesta y la introducción del dopaje complementario, mientras que el recocido con nitrógeno contribuyó a la fotodetección mediante medidas como la recristalización parcial y la formación de nanoporos.

Los investigadores encontraron que el material rico en galio y los nanoporos intensificaron las corrientes reactivas ciegas al sol, mientras que medidas como la cristalización, la reducción de defectos y el dopaje suplementario debilitaron las corrientes oscuras. La película de óxido de galio se endureció con nitrógeno calentado, mejorando tanto su rendimiento fotoeléctrico como su tolerancia frente a condiciones extremas.

Los SBPD basados ​​en la ingeniería DD mostraron un buen desempeño, como una alta resistencia. Los dispositivos sometidos a procesos de ingeniería mostraron una selectividad de espectro superior en muchos aspectos y una sensibilidad aguda en condiciones extremas. Los SBPD hechos de óxido de galio se utilizan en el campo de la detección ultravioleta. La ingeniería DD allana el camino para diseñar otros dispositivos fotoeléctricos. + Explora más

El estudio destaca la promesa del óxido de galio para los detectores de radiación de próxima generación