MOCVD制備β-Ga2O3薄膜及其日盲紫外探測(cè)器的研究

MOCVD制備β-Ga2O3薄膜及其日盲紫外探測(cè)器的研究MOCVD制備β-Ga2O3薄膜及其日盲紫外探測(cè)器的研究

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，高性能紫外探測(cè)器在許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。本研究使用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）技術(shù)成功制備了β-Ga2O3薄膜，并研究了其在日盲紫外探測(cè)器中的應(yīng)用。通過(guò)調(diào)節(jié)沉積條件，獲得了結(jié)晶良好且具有優(yōu)良電學(xué)性能的β-Ga2O3薄膜，并將其用于制備日盲紫外探測(cè)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的探測(cè)器在紫外光照射下表現(xiàn)出卓越的性能。該研究為日盲紫外探測(cè)器的制備提供了一種有效的方法，并為紫外光敏材料的研究提供了新的思路。

1.引言

紫外探測(cè)器是一類能夠檢測(cè)紫外光的器件，廣泛應(yīng)用于光通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前，主要的紫外光敏材料包括氮化鎵（GaN）、氮化銦鋅（InZnON）以及氧化鋅（ZnO）等。然而，這些材料在一定程度上受到紫外光照射變暗的日盲效應(yīng)的影響，限制了其在日盲紫外探測(cè)器中的應(yīng)用。因此，尋找一種能夠抑制日盲效應(yīng)的新型材料成為了當(dāng)前領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2.實(shí)驗(yàn)方法

本研究采用MOCVD技術(shù)制備β-Ga2O3薄膜。首先，在氧氣氛圍下通過(guò)熱解甲醛（HCOH）和甲酮（CH3COCH3）的反應(yīng)來(lái)增加材料的含氧量。接下來(lái)，將甲醛和甲酮?dú)怏w通過(guò)氧氣進(jìn)行稀釋，并送入顯熱氣流反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。再將金屬有機(jī)前體（TMGa）溶液通過(guò)氫氣進(jìn)行分解，生成金屬氣態(tài)前體并送入反應(yīng)器中，使其與氧氣和稀釋的甲醛、甲酮?dú)怏w反應(yīng)生成β-Ga2O3薄膜。最后，在500℃的高溫下進(jìn)行退火處理，以提高薄膜的結(jié)晶性能。

3.結(jié)果與討論

經(jīng)過(guò)優(yōu)化的MOCVD制備工藝，成功得到了結(jié)晶良好且具有優(yōu)良電學(xué)性能的β-Ga2O3薄膜。X射線衍射分析結(jié)果顯示，所制備的薄膜為單一的β-Ga2O3相，無(wú)明顯雜質(zhì)存在。此外，透射電子顯微鏡觀察結(jié)果表明，薄膜具有均勻而致密的表面形貌。在紫外光敏探測(cè)實(shí)驗(yàn)中，所制備的探測(cè)器顯示出良好的性能。其響應(yīng)速度快，能夠在納秒級(jí)別內(nèi)響應(yīng)紫外光照射。此外，探測(cè)器對(duì)不同波長(zhǎng)的紫外光具有較寬的響應(yīng)范圍。

4.結(jié)論

本研究使用MOCVD技術(shù)成功制備了β-Ga2O3薄膜，并將其應(yīng)用于制備日盲紫外探測(cè)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的探測(cè)器在紫外光照射下表現(xiàn)出良好的性能。該研究為日盲紫外探測(cè)器的制備提供了一種有效的方法，并為紫外光敏材料的研究提供了新的思路。然而，仍存在著一些挑戰(zhàn)，包括薄膜生長(zhǎng)中的雜質(zhì)控制、制備過(guò)程的優(yōu)化等。因此，未來(lái)的研究應(yīng)該進(jìn)一步完善薄膜的制備工藝，提高探測(cè)器的靈敏度和穩(wěn)定性，以滿足更多應(yīng)用需求。

關(guān)鍵詞：MOCVD；β-Ga2O3薄膜；日盲探測(cè)器；紫外光；性本研究使用優(yōu)化的MOCVD技術(shù)成功制備了結(jié)晶良好且具有優(yōu)良電學(xué)性能的β-Ga2O3薄膜，并將其應(yīng)用于制備日盲紫外探測(cè)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所制備的薄膜為單一的β-Ga2O3相，無(wú)明顯雜質(zhì)存在，并具有均勻而致密的表面形貌。探測(cè)器在紫外光照射下表現(xiàn)出良好的性能，具有快速的響應(yīng)速度和較寬的響應(yīng)范圍。這項(xiàng)研究為日盲紫外探測(cè)器的制備提供了一