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人工晶体学报 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (3): 491-510.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0001

• 器件制备 • 上一篇    下一篇

基于氧化镓微纳米结构的探测器研究进展

陈俊宏, 胡鉴闻, 魏钟鸣   

  1. 中国科学院半导体研究所,半导体芯片物理与技术全国重点实验室,北京 100083
  • 收稿日期:2024-12-31 出版日期:2025-03-15 发布日期:2025-04-03
  • 通信作者: 魏钟鸣,博士,研究员。E-mail:zmwei@semi.ac.cn; 魏钟鸣,中国科学院半导体研究所研究员、博士生导师,中国科学院大学岗位教授。2005年本科毕业于武汉大学,2010年7月于中国科学院化学研究所获理学博士学位。2010年8月至2013年8月,在丹麦哥本哈根大学从事博士后研究。2013年9月至2015年1月,在丹麦哥本哈根大学任助理教授。2015年2月回国,入职中国科学院半导体研究所。长期从事新型低维半导体材料与器件的研究工作,先后获得基金委优秀青年科学基金(2016)、国家杰出青年科学基金(2021)等项目的资助。
  • 作者简介:陈俊宏(2001—),男,浙江省人,硕士研究生。E-mail:chenjunhong23@semi.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(62125404)

Research Progress of Gallium Oxide Micro/Nano Structure-Based Detectors

CHEN Junhong, HU Jianwen, WEI Zhongming   

  1. State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
  • Received:2024-12-31 Online:2025-03-15 Published:2025-04-03

摘要: 氧化镓(Ga2O3)作为一种具有宽禁带(约4.9 eV)和特殊光电性能的半导体材料,近年来在紫外光探测器(UVPD)、光电传感器等领域得到了广泛关注。Ga2O3的微纳米结构,例如纳米线、纳米棒、纳米管和纳米片等一维或二维纳米结构,因具有优异的光电响应特性、快速的电子迁移率和高稳定性,成为提升探测器性能的关键。本文介绍了多种Ga2O3微纳米结构的合成方法,如水热法、电化学沉积法、气相沉积法等,分析了各种方法的优缺点,以及如何通过调节反应条件实现对Ga2O3微纳米结构形态和尺寸的精确控制。接着,探讨了这些微纳米结构在紫外探测器中的应用,尤其是在高灵敏度、高选择性和偏振光的光电探测器中表现出的潜力。

关键词: 氧化镓, 微纳米结构, 光探测器, 宽禁带半导体

Abstract: Gallium oxide (Ga2O3), a semiconductor material with a wide bandgap (approximately 4.9 eV) and unique optoelectronic properties, has attracted significant attention in recent years for applications in ultraviolet photodetectors (UVPD), photodetectors, and optoelectronic sensors. Ga2O3's micro/nano structures, such as nanowires, nanorods, nanotubes, and nanosheets, exhibit excellent optoelectronic response characteristics, fast electron mobility, and high stability, making them crucial for enhancing the performance of detectors. This paper introduces various synthesis methods for Ga2O3 micro/nano structures, including hydrothermal, electrochemical deposition, and vapor deposition methods. The advantages and disadvantages of these techniques are analyzed, and how to achieve precise control over the morphology and size of Ga2O3 micro/nano structures by adjusting reaction conditions is discussed. Furthermore, the application of these micro/nano structures in ultraviolet photodetectors is explored, particularly their potential in high-sensitivity, high-selectivity, and polarization-sensitive optoelectronic detectors.

Key words: gallium oxide, micro/nano structure, photodetector, wide bandgap semiconductor

中图分类号: