高性能紫外光探測(cè)薄膜器件研究獲進(jìn)展

      紫外探測(cè)器在空間天文望遠(yuǎn)鏡、軍事導(dǎo)彈預(yù)警、非視距保密光通信、海上破霧引航、高壓電暈監(jiān)測(cè)、野外火災(zāi)遙感及生化檢測(cè)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。近日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員李廣海課題組在高性能紫外光探測(cè)薄膜器件研究方面取得進(jìn)展。
 　　在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于自然環(huán)境的不確定性，待測(cè)目標(biāo)的紫外光強(qiáng)度通常不高，環(huán)境中存在著大量對(duì)紫外光具有強(qiáng)吸收和散射能力的氣體分子或塵埃，導(dǎo)致到達(dá)探測(cè)器可檢測(cè)的紫外光信號(hào)非常弱。因此，提高紫外探測(cè)器對(duì)弱光的探測(cè)能力至關(guān)重要。
 　　然而，對(duì)于大部分半導(dǎo)體光導(dǎo)探測(cè)器而言，響應(yīng)度高的器件常伴隨著較高的暗電流；提高材料質(zhì)量，減少缺陷，可降低器件暗電流，但響應(yīng)度隨之減小。因此，器件探測(cè)率難以提升，限制了光導(dǎo)探測(cè)器在弱紫外光檢測(cè)方面的應(yīng)用。
 　　針對(duì)上述問題，課題組的副研究員潘書生等在前期透明高阻薄膜的研究基礎(chǔ)上，提出以中間帶半導(dǎo)體為核心材料構(gòu)筑紫外探測(cè)器的新方法。該探測(cè)器采用磁控反應(yīng)濺射技術(shù)，并通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和參數(shù)，構(gòu)筑出了基于中間帶半導(dǎo)體薄膜的光導(dǎo)型紫外探測(cè)器件。
 　　探測(cè)器中間帶具有高態(tài)密度，能夠有效俘陷本征缺陷在導(dǎo)帶上產(chǎn)生的電子，從而降低器件暗電流；同時(shí)中間帶上儲(chǔ)存的載流子能補(bǔ)充到價(jià)帶上，并被光激發(fā)至導(dǎo)帶貢獻(xiàn)光電流，因此中間帶半導(dǎo)體材料紫外探測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)在降低暗電流的同時(shí)，保持器件較高的響應(yīng)度。性能測(cè)試結(jié)果顯示，光導(dǎo)探測(cè)器可檢測(cè)極其微弱的紫外光(等效每秒300紫外光子)，對(duì)較強(qiáng)的紫外光也可探測(cè)。
 　　該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金與合肥研究院固體所所長(zhǎng)基金的支持，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利2件。