中科大龙世兵课题组 | 基于交变栅压调制的Ga2O3光电探测器

近日，中国科学技术大学龙世兵课题组提出了一种Ga2O3光电探测器的交变栅压调制方案，为光电探测器的研究提供了新的思路。日盲光电探测器在现今世界的光电系统中发挥着重要作用，然而几乎所有基于光电导效应的日盲光电探u测器都面临着响应速度和速度两难困境（Responsivity & Speed dilemma，以下简写为RS困境）的问题，即高的响应度会导致相对长的衰减时间。材料中的陷阱中心延长了载流子寿命，光照下较高浓度的移动载流子有利于更高的响应度，但陷阱的作用延长了光照消失后陷阱中心的捕获和去捕获过程，从而导致器件的高响应度是以牺牲响应速度为代价，这就是光电探测器典型的RS困境问题 （图1a）。RS困境在基于氧化镓的光电探测器中尤为突出，即使在高质量晶体材料中，也存在固有的捕获中心导致该现象的产生。

该研究成果以“Breaking the responsivity-speed dilemma of a-GaOx photodetector by alternating gate modulation”为题发表在 Science China Information Sciences 2023年第66卷第12期。本文第一作者为中国科学技术大学博士毕业生张中方（现西湖大学博士后），通讯作者为中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授、赵晓龙副研究员。该研究得到了国家自然科学基金项目以及中科大微纳研究与制造中心的支持。