다이아몬드 DUV 탐지기를 실현하십시오

Ultra Wide Bandgap, 높은 열전도율, 화학적 불활성, 높은 절연 및 방사선 저항이있는 재료로서 Diamond는 DUV 광 검출기를 제조하는 데 이상적인 후보 재료로 간주됩니다. 다이아몬드 기반 광 검출기의 개발은 약간의 진전을 이루었지만 실제 응용 분야의 요구를 충족시키기 위해 여전히 감도와 전반적인 성능을 더욱 향상시켜야합니다. 연구원들은 단일 칩 통합의 문제를 해결하고 통합 회로와 호환되는 DUV 탐지기 기술의 개발을 촉진하기 위해 저전압에서 작동하는 초고 이득 DUV 광 검출기를 달성하기 위해 표면 상태와 깊은 결함의 상승 효과를 탐구하고 있습니다.

 

Ultra Wide Bandgap 반도체 분야에서 연구원들은 Photomultiplier 튜브 (PMT)와 비슷한 성능을 달성하기 위해 초고 이득을 가진 깊은 자외선 (DUV) 광 검출기를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 이들 검출기는 200-280 나노 미터의 파장 범위에서 맹인 탐지 및 통신에 중요하며, 높은 감도, 고속, 높은 스펙트럼 선택성, 높은 신호 대 잡음비 및 높은 안정성을 제공 할 수 있기 때문입니다. 그러나 Algan 및 GA2O3과 같은 초고품 밴드 갭 반도체를 기반으로 한 기존 탐지기는 높은 작동 전압, 높은 격자 결함 밀도, 위상 분리 및 자기장에 대한 감도와 같은 도전에 직면하여 성능의 추가 개발을 제한합니다.

 

일본 국립 재료 과학 기술 연구소 (National Institute of Materials Science and Technology)의 Liao Meiyong이 이끄는 팀은 IB 유형 단일 크리스탈 다이아몬드 (SCD) 기판에 대한 표면 상태와 깊은 결함의 시너지 효과가 초고 이득 DUV 광 복사기 (PD)를 달성 할 수 있음을 보여주었습니다. 낮은 작동 전압으로 (<5V). The overall photoresponse of diamond DUV-PD, such as sensitivity, dark current, spectral selectivity, and response speed, can be easily customized by hydrogen or oxygen termination on the SCD substrate surface. Under 220 nm light, the DUV response rate and external quantum efficiency exceed 2.5 × 104 A/W and 1.4 × 107%, respectively, which is comparable to PMT. The DUV/visible light suppression ratio (R220 nm/R400 nm) is as high as 6.7 × 105. The depletion of two-dimensional hole gas by deep nitrogen defects provides low dark current, and the filling of ionized nitrogen under DUV irradiation generates a huge photocurrent. The synergistic effect of surface states and intrinsic depth defects has opened up the way for the development of DUV detectors compatible with integrated circuits.

 

관련 성과는 "표면 상태의 상승 효과와 낮은 전압 작동을 갖는 초 고득한 초음파 광 발전제 포토 디터에 대한 깊은 결함"이라는 제목으로 고급 기능성 재료로 출판되었습니다.