Нечувствительный к солнечному свету
Ученые ННГУ им. Н. И. Лобачевского на протяжении многих лет занимаются созданием солнечно-слепых фотодетекторов, работающих в УФ-диапазоне длин волн. Эта работа является важным направлением электронной техники, поскольку такие приборы отсекают излучение с длиной волны более 280 нм, и это помогает избежать помех от солнечного света и регистрировать УФ-излучение при дневном излучении.
«Высокая чувствительность данных приборов к глубокому УФ-излучению и нечувствительность к солнечному свету позволяет использовать их в таких важных областях, как детектирование нарушений озонового слоя атмосферы, мониторинг работы реактивных двигателей и обнаружение пламени», — подчеркивает один из исследователей, заведующий лабораторией НИФТИ ННГУ им. Н. И. Лобачевского Алексей Михайлов.
Основным материалом для создания солнечно-слепых фотодетекторов являются широкозонные полупроводники. Нижегородские ученые совместно с индийскими коллегами считают одним из перспективных полупроводник Ga2O3 с шириной запрещенной зоны 4,4–4,9 эВ, отсекающий излучение с длинами волн более 260–280 нм и способный обнаруживать излучение в диапазоне глубокого ультрафиолета.
Существующие методы синтеза Ga2O3 достаточно сложны и плохо совместимы с традиционными кремниевыми технологиями, к тому же зачастую слои получаются сильно дефектными. Синтез нанокристаллов Ga2O3 с помощью ионной имплантации — базовой технологии современной электроники — открывает новые возможности для создания солнечно-слепых фотодетекторов.
Оценка характеристик фотодетектора показала, что он эффективно отсекает солнечное излучение и обладает фотооткликом в УФ-области спектра при длинах волн 250–270 нм. Фотодетектор имеет высокую чувствительностью (50 мА/мкВт). Темновой ток фотодетектора достаточно низок и составляет 0,168 мА. Процесс создания такого детектора базируется на синтезе нанокристаллов Ga2O3 в пленке Al2O3 на кремнии с помощью ионной имплантации. Детектор, полученный данным методом, реализован учеными впервые в мире.
Таким образом, в совместной работе международного коллектива ученых из Университета Лобачевского, Индийского технологического института Джодхпур и Индийского технологического института Ропар показана возможность изготовления фотодетекторов, отсекающих солнечное излучение (солнечно-слепых фотодетекторов) работающих в области глубокого ультрафиолета, с характеристиками, не хуже имеющихся аналогов.
«Создание таких фотодетекторов с помощью ионной имплантации позволит использовать уже имеющиеся «кремниевые» технологии и адаптировать их к изготовлению приборов нового поколения», — делает вывод Алексей Михайлов.
