Rappresentazione schematica del fotorivelatore con nanocristalli di Ga2O3 incapsulati nella matrice di Al2O3 (a), Immagine TEM del film di Al2O3 impiantato contenente nanocristalli di Ga2O3 (b), e spettri di risposta di fotorivelatori misurati a diverse tensioni (c). Credito:Università Lobachevsky
Gli scienziati dell'Università Lobachevsky hanno lavorato per diversi anni per sviluppare fotorivelatori solari che operano nella banda spettrale UV. Nel campo della tecnologia elettronica, questo è un compito importante, poiché tali dispositivi tagliano l'emissione con una lunghezza d'onda superiore a 280 nm, che aiuta a evitare le interferenze della luce solare e a registrare l'emissione UV durante la luce del giorno.
"Grazie alla loro elevata sensibilità alle emissioni UV profonde e all'insensibilità alla luce solare, i fotorilevatori per la protezione solare forniscono un'ampia gamma di importanti applicazioni, compreso il rilevamento dei danni da ozono, monitoraggio del motore a reazione e rilevamento della fiamma, "dice Alexey Mikhaylov, capo del laboratorio presso l'UNN Physics and Technology Research Institute.
I materiali principali per la creazione di fotorivelatori ciechi dal sole sono i semiconduttori ad ampio gap. Scienziati di Nizhny Novgorod, insieme ai colleghi indiani, considerare Ga 2 oh 3 essere un semiconduttore promettente con un gap di banda di 4,4-4,9 eV, che interrompe l'emissione con lunghezze d'onda superiori a 260-280 nm, ed è in grado di rilevare l'emissione nella gamma dell'ultravioletto profondo.
I metodi esistenti per Ga 2 oh 3 sintesi sono piuttosto complicate e incompatibili con le tecnologie convenzionali del silicio. Inoltre, gli strati ottenuti con tali metodi presentano spesso molti difetti. La sintesi di Ga 2 oh 3 nanocristalli mediante impianto ionico, la tecnologia di base dell'elettronica moderna, apre nuove possibilità per la creazione di fotorilevatori ciechi dal sole.
La dipendenza spettrale della fotorisposta per questo fotorivelatore dimostra eccellenti caratteristiche dell'ultravioletto cieco solare nell'intervallo di lunghezze d'onda di 250-270 nm, ha anche un'elevata risposta di 50 mA/μW. La corrente di buio del fotorilevatore è piuttosto bassa e ammonta a 0,168 mA.
Il processo di creazione di un tale rivelatore prevede la sintesi di Ga 2 oh 3 nanocristalli in un film di Al2O3 su silicio mediante impiantazione ionica. Il rivelatore ottenuto con questo metodo è stato realizzato dagli scienziati per la prima volta al mondo.
Così, il lavoro congiunto del team internazionale di ricercatori dell'Università Lobachevsky, l'Indian Institute of Technology Jodhpur e l'Indian Institute of Technology Ropar hanno dimostrato la possibilità di produrre fotorivelatori che tagliano la radiazione solare (fotorivelatori ciechi solari) in grado di lavorare nella regione dell'ultravioletto profondo e in possesso di caratteristiche non inferiori a quelle esistenti analoghi." Producendo tali fotorivelatori con l'aiuto dell'impianto ionico, sarà possibile utilizzare le tecnologie del silicio esistenti e adattarle alla fabbricazione di dispositivi di nuova generazione, " conclude Alexey Mikhaylov.
