Domain engineered gallium oxide phototransistors enabling intelligent ultraviolet vision with dynamic gating

神经形态工程学 材料科学 光电子学 光电二极管 晶体管 紫外线 图像传感器 计算机科学 光电导性 卷积神经网络 光电探测器 重置(财务) 调制(音乐) 可扩展性 遮罩(插图) 氮化镓 光学 电子工程 时域 整改 人工神经网络 反射计 门控 薄膜 场效应晶体管 多路复用 蓝宝石
作者
J. P. Kim,Byungsoo Kim,Hee A Kim,Gi Baek Nam,Hyuk Jin Kim,Yoon Jung Lee,S. H. Kim,Suin Yi,Yongjo Park,Ho Won Jang
出处
期刊:InfoMat [Wiley]
卷期号:8 (5)
标识
DOI:10.1002/inf2.70112
摘要

Abstract Domain‐induced carrier scattering and persistent photoconductivity (PPC) remain major bottlenecks in β‐Ga 2 O 3 ‐based deep‐ultraviolet (DUV) photodetectors, limiting their use in high‐speed imaging, optical communication, and neuromorphic sensing systems. Here, we propose a materials–circuits co‐design strategy that integrates crystallographic domain engineering with pulsed‐gate modulation to overcome these challenges. Si‐doped β‐Ga 2 O 3 thin films were epitaxially grown on 6° off‐axis sapphire substrates, where atomic step edges induced single‐domain alignment, resulting in improved lateral carrier transport and reduced leakage current compared with on‐axis counterparts. Under comparable pulsed conditions, single‐domain devices exhibited faster recovery than previously reported β‐Ga 2 O 3 phototransistors, highlighting the synergistic interplay between domain‐engineered transport and dynamic gating. As a result, the devices achieved a high detectivity ( D *) of 9.17 × 10 15 Jones and a fast photoresponse of 0.7 ms under reset conditions, while maintaining stable and energy‐efficient operation under sub‐volt bias. Beyond individual devices, the optimized phototransistors were integrated into a 24 × 24 active‐pixel array for system‐level DUV imaging. Coupled with convolutional neural networks (CNNs), the array achieved accurate pattern recognition and image reconstruction, while synaptic depression and active reset processes enabled rapid afterimage suppression and image recovery. Overall, this work establishes a domain‐engineered, pulse‐modulated β‐Ga 2 O 3 phototransistor platform that unifies materials‐, device‐, and system‐level innovations, providing a scalable and energy‐efficient route toward intelligent ultraviolet vision. image
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
张紫怡完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
MchemG应助LLY采纳,获得20
5秒前
5秒前
5秒前
KKKKK发布了新的文献求助10
6秒前
空间直角坐标系完成签到,获得积分10
6秒前
Orange应助秃头叶青青采纳,获得10
7秒前
7秒前
slava发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
斯文败类应助lxz采纳,获得10
8秒前
dongfyh发布了新的文献求助10
9秒前
子轩发布了新的文献求助30
9秒前
HPP123发布了新的文献求助10
10秒前
mu完成签到,获得积分10
10秒前
ndhy发布了新的文献求助10
11秒前
明亮曼易发布了新的文献求助10
11秒前
阿雷完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
眯眯眼的灭绝应助PhD_HanWu采纳,获得10
12秒前
大模型应助zyyin采纳,获得10
13秒前
科研通AI6.4应助空空采纳,获得10
13秒前
桃子完成签到,获得积分10
14秒前
H黄发布了新的文献求助100
14秒前
lancer完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
Atopos关注了科研通微信公众号
17秒前
18秒前
算命先生发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
爆米花应助坚定的水蜜桃采纳,获得10
19秒前
AA发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7320469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8936192
关于积分的说明 18944586
捐赠科研通 6979007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214602
关于科研通互助平台的介绍 2382378
邀请新用户注册赠送积分活动 2193711