Физики ННГУ с помощью ионной имплантами создали нечувствительный к солнцу УФ-детектор (solar-blind photodetector)
Международный коллектив ученых-физиков из Университета Лобачевского, Indian Institute of Technology Jodhpur и Indian Institute of Technology Ropar разработал ультрафиолетовый (УФ) детектор, нечувствительный к солнцу (solar-blind photodetector).
Ученые Университета Лобачевского много лет занимаются созданием солнечно-слепых фотодетекторов, работающих в УФ-диапазоне длин волн, что является важной задачей электронной техники, поскольку такие приборы отсекают излучение с длиной волны более 280 нм, и это помогает избежать помех от солнечного света и регистрировать УФ-излучение при дневном излучении.
«Высокая чувствительность данных приборов к глубокому УФ-излучению и нечувствительность к солнечному свету позволяет использовать их в таких важных областях, как детектирование нарушений озонового слоя атмосферы, мониторинг работы реактивных двигателей, обнаружение пламени», – говорит один из исследователей, заведующий лабораторией НИФТИ ННГУ им. Н.И. Лобачевского Алексей Михайлов.
Основным материалом для создания солнечно-слепых фотодетекторов являются широкозонные полупроводники. Нижегородские ученые совместно с индийскими коллегами считают одним из перспективных полупроводник Ga2O3 с шириной запрещенной зоны 4.4-4.9 эВ, отсекающий излучение с длинами волн более 260-280 нм и способный обнаруживать излучение в диапазоне глубокого ультрафиолета. Существующие методы синтеза Ga2O3 достаточно сложны и плохо совместимы с традиционными кремниевыми технологиями, к тому же, зачастую, слои получаются сильно дефектными. Синтез нанокристаллов Ga2O3 с помощью ионной имплантации – базовой технологии современной электроники – открывает новые возможности для создания солнечно-слепых фотодетекторов.
Оценка характеристик фотодетектора показала, что он эффективно отсекает солнечное излучение и обладает фотооткликом в УФ-области спектра при длинах волн 250-270 нм. Фотодетектор имеет высокую чувствительностью (50 мА/мкВт). Темновой ток фотодетектора достаточно низок и составляет 0.168 мА. Процесс создания такого детектора базируется на синтезе нанокристаллов Ga2O3 в плёнке Al2O3 на кремнии с помощью ионной имплантации. Детектор, полученный данным методом, реализован учеными впервые в мире.
Таким образом, в совместной работе международного коллектива ученых-физиков из Университета Лобачевского, Indian Institute of Technology Jodhpur и Indian Institute of Technology Ropar показана возможность изготовления фотодетекторов, отсекающих солнечное излучение (солнечно-слепых фотодетекторов) работающих в области глубокого ультрафиолета, с характеристиками, не хуже имеющихся аналогов.
«Создание таких фотодетекторов с помощью ионной имплантации позволит использовать уже имеющиеся «кремниевые» технологии и адаптировать их к изготовлению приборов нового поколения», – делает вывод Алексей Михайлов.
Результаты исследований опубликованы в журнале IEEE Sensors Journal.
В реализации проекта со стороны ННГУ принял большой коллектив физиков, представляющих НИФТИ ННГУ и физический факультет ННГУ, в том числе – молодые ученые и магистранты.
Источник: Сайт Университета Лобачевского
Новость о разработке на английском языке доступна на научном портале EurekAlert!
04 апреля 2024
31 января 2024