Come parte cruciale dell'analisi dello spettro, i fotorivelatori ultravioletti ciechi solari (SBPD) vengono applicati a molti campi. A causa delle loro applicazioni specializzate, devono far fronte ad ambienti difficili come temperature e radiazioni sovrabbondanti. Pertanto, è necessario un sostituto dei tradizionali SBPD con substrato di silicio.

In uno studio pubblicato su Materiali avanzati , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Long Shibing della University of Science and Technology of China (USTC) dell'Accademia cinese delle scienze ha sviluppato SBPD ultrasensibili per ambienti difficili utilizzando ossido di gallio amorfo (AGO).

L'ossido di gallio, caratterizzato da un ampio bandgap e resistenza al calore, è in grado di preservare la sensibilità degli SBPD. Inoltre, AGO è stato trovato con buone prestazioni e compatibilità in quanto può essere facilmente prodotto e integrato.

Per superare le carenze di AGO come la bassa stabilità e l'elevata densità di difetti, i ricercatori hanno progettato SBDP di ossido di gallio ad alta tolleranza.

È stata adottata l'ingegneria del difetto e del doping (DD), inclusa la progettazione di AGO ricco di gallio, la ricottura per la ricristallizzazione e il doping supplementare. Il materiale ricco di gallio è stato la chiave per una corrente ad alta risposta e per l'introduzione del doping supplementare, mentre la ricottura dell'azoto ha contribuito al fotorilevamento mediante misure come la ricristallizzazione parziale e la formazione di nanopori.

I ricercatori hanno scoperto che il materiale ricco di gallio e i nano-pori hanno intensificato le correnti reattive dei ciechi solari, mentre misure come la cristallizzazione, la riduzione dei difetti e il drogaggio hanno indebolito le correnti oscure supplementari. Il film di ossido di gallio è stato indurito mediante azoto riscaldato, migliorando sia le sue prestazioni fotoelettriche che la sua tolleranza a condizioni estreme.

Gli SBPD basati sull'ingegneria DD hanno mostrato buone prestazioni come un'elevata resistenza. I dispositivi sottoposti a processi di ingegneria hanno mostrato una selettività dello spettro superiore in molti aspetti e una sensibilità acuta in condizioni estreme. Gli SBPD a base di ossido di gallio sono utilizzati nel campo del rilevamento dei raggi ultravioletti. L'ingegneria DD apre la strada alla progettazione di altri dispositivi fotoelettrici. + Esplora ulteriormente

Lo studio evidenzia la promessa dell'ossido di gallio per i rivelatori di radiazioni di prossima generazione