N-Barrier-N Ga2O3 Photodetector Achieving Ultralow Equivalent Noise Power for Solar-Blind Detection

光电探测器 噪音(视频) 光电子学 材料科学 物理 计算机科学 图像(数学) 人工智能
作者
Dianmeng Dong,Min Peng,Tao Zhang,Shichao Zhang,Xiaotong Ma,Yuanjun Tang,Yilin Cao,Qingyi Zhang,Fan Zhang,Yang Zhang,Zhenping Wu
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:12 (7): 3653-3661 被引量:21
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.5c00586
摘要

Solar-blind photodetectors operating in the deep ultraviolet (DUV) spectrum are critical for applications. However, the severe attenuation of DUV signals in the atmosphere demands photodetectors with ultralow noise and high sensitivity to resolve weak optical signals. Here, we report a breakthrough in β-Ga 2 O 3 -based n-Barrier-n (nBn) unipolar heterostructure photodetectors that synergistically address these challenges. By employing a β-Ga 2 O 3 /LaAlO 3 /Nb:SrTiO 3 heterojunction fabricated via laser molecular beam epitaxy, we engineer a large conduction band offset and near-zero valence band offset, creating a unipolar electron transport channel that suppresses dark current to subpicoampere levels (<1 pA). The device exhibits exceptional performance metrics: a responsivity of 853.6 A/W, an external quantum efficiency of 4.2 × 10 5 %, and a record-low noise-equivalent power (NEP) of 0.7 ± 0.1 fW/Hz 1/2 ─surpassing state-of-the-art DUV detectors. These advancements are attributed to the high dielectric constant (∼24) and lattice compatibility of LaAlO 3 with Nb:SrTiO 3, which minimize interfacial defects and enhance carrier confinement. This work not only establishes a new paradigm for Ga 2 O 3 -based optoelectronics but also provides a universal design strategy for high-sensitivity, low-noise photodetectors in photon-starved environments, with transformative potential for deep-space communication and ultraviolet astronomy.
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
哟梦发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
李健的应助被单纯的海采纳,获得10
1秒前
Cloud完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
lzy发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
随风发布了新的文献求助10
3秒前
Doraemon-2077完成签到,获得积分10
3秒前
坦率半雪完成签到,获得积分10
4秒前
Uni关注了科研通微信公众号
4秒前
汉堡包的应助被阿古斯采纳,获得10
4秒前
dax完成签到,获得积分10
4秒前
南巷初晴完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
lu777完成签到,获得积分10
5秒前
自然的问筠完成签到,获得积分10
5秒前
yuyu发布了新的文献求助10
5秒前
冷空气完成签到,获得积分10
5秒前
说话的月亮完成签到,获得积分10
6秒前
完美世界的应助被乌拉拉拉拉采纳,获得10
7秒前
7秒前
微笑雁桃发布了新的文献求助10
8秒前
冷空气发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
阔达以山完成签到,获得积分10
9秒前
胡白完成签到,获得积分10
9秒前
LL完成签到,获得积分10
9秒前
dididdi完成签到,获得积分20
10秒前
科研通AI6.2的应助被ccshu采纳,获得10
10秒前
11秒前
调皮的夏寒完成签到,获得积分10
11秒前
英俊的铭的应助被xiiii采纳,获得10
11秒前
11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
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Comprehensive Medicinal Chemistry IV (4th Edition) 800
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8119831
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9525038
关于积分的说明 21553785
捐赠科研通 7698712
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3415017
关于科研通互助平台的介绍 2540834
邀请新用户注册赠送积分活动 2455184